JP6061866B2 - Method for obtaining a lipid-containing composition from microbial biomass - Google Patents

Method for obtaining a lipid-containing composition from microbial biomass Download PDF

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Description

本出願は、参照により全体として本明細書に組み込まれる、2011年2月11日に出願された米国仮特許出願第61/441,836号明細書、2011年2月11日に出願された米国仮特許出願第61/441,842号明細書、2011年2月11日に出願された米国仮特許出願第61/441,849号明細書、2011年2月11日に出願された米国仮特許出願第61/441,854号明細書、および2011年5月17日に出願された米国仮特許出願第61/487,019号明細書の利益を主張する。   This application is a provisional application 61 / 441,836 filed February 11, 2011, filed February 11, 2011, which is incorporated herein by reference in its entirety. Provisional Patent Application No. 61 / 441,842, United States Provisional Patent Application No. 61 / 441,849 filed on February 11, 2011, United States Provisional Patent Application filed on February 11, 2011 We claim the benefit of application 61 / 441,854 and US provisional application 61 / 487,019 filed May 17, 2011.

本発明は、微生物バイオマスから脂質含有画分を得る方法に関する。特に、微生物バイオマスをペレット化し、ペレット化バイオマスから抽出油を抽出し、短行程蒸留条件下で抽出油を少なくとも1回蒸留して脂質含有画分を得る方法が提供される。この脂質含有画分は、さらに富化することができる。   The present invention relates to a method for obtaining a lipid-containing fraction from microbial biomass. In particular, a method is provided for pelleting microbial biomass, extracting the extracted oil from the pelleted biomass, and distilling the extracted oil at least once under short-path distillation conditions to obtain a lipid-containing fraction. This lipid-containing fraction can be further enriched.

微生物、例えば糸状菌、酵母および藻類は、脂肪酸アシル、グリセロ脂質、リン脂質、スフィンゴ脂質、サッカロ脂質、ポリケチド、ステロール脂質およびプレノール脂質を含む種々の脂質を生成する。これらの脂質の一部を、脂質が生成される微生物細胞から抽出することが有利であり、したがって種々の方法が実施されている。   Microorganisms such as filamentous fungi, yeasts and algae produce a variety of lipids including fatty acyls, glycerolipids, phospholipids, sphingolipids, saccharolipids, polyketides, sterol lipids and prenol lipids. It is advantageous to extract some of these lipids from the microbial cells from which they are produced, and various methods have therefore been implemented.

微生物から一般に抽出される脂質の1つのクラスは、グリセロールの脂肪酸エステル(「トリアシルグリセロール」または「TAG」)を含むグリセロ脂質である。TAGは、脂肪酸についての一次貯蔵単位であり、したがって長鎖多価不飽和脂肪酸(PUFA)、ならびに短鎖飽和および不飽和脂肪酸および長鎖飽和脂肪酸を含有し得る。PUFA、例えばエイコサペンタエン酸[「EPA」;ω−3]およびドコサヘキサエン酸[「DHA」;ω−3]を医薬品および食品に含めることへの関心が高まっている。したがって、PUFAを含む脂質組成物を効率的におよびコスト効率的に抽出、リファインおよび精製する手段が、特に望まれる。   One class of lipids commonly extracted from microorganisms are glycerolipids, which contain fatty acid esters of glycerol (“triacylglycerol” or “TAG”). TAG is the primary storage unit for fatty acids and can therefore contain long chain polyunsaturated fatty acids (PUFA), as well as short chain saturated and unsaturated fatty acids and long chain saturated fatty acids. There is increasing interest in including PUFAs such as eicosapentaenoic acid [“EPA”; ω-3] and docosahexaenoic acid [“DHA”; ω-3] in pharmaceuticals and foods. Accordingly, a means for efficiently and cost-effectively extracting, refining and purifying lipid compositions containing PUFAs is particularly desirable.

多くの典型的な脂質単離手順は、微生物細胞の破砕(例えば、機械的、酵素的または化学的手段を介する)、後続の有機または低公害溶媒を使用する油抽出を含む。破砕プロセスは微生物細胞から細胞内脂質を放出させ、それらを抽出の間に溶媒により容易に接近可能とする。抽出後、溶媒を典型的には除去する(例えば、蒸発により、例えば、真空の適用、温度または圧力の変化などによる)。   Many typical lipid isolation procedures involve disruption of microbial cells (eg, via mechanical, enzymatic or chemical means) followed by oil extraction using organic or low pollution solvents. The disruption process releases intracellular lipids from the microbial cells and makes them easily accessible by solvents during extraction. After extraction, the solvent is typically removed (eg, by evaporation, eg, by applying a vacuum, changing temperature or pressure, etc.).

得られる抽出油は、脂肪体中に蓄積する親油性構成成分が富化される。一般に、脂肪体の主要な構成要素は、TAG、エルゴステロールエステル、他のステロールエステル、遊離エルゴステロールおよびリン脂質からなる。脂肪体中に存在するPUFAは、主にTAG、ジアシルグリセロール、モノアシルグリセロール、リン脂質および遊離脂肪酸の構成成分としてである。続いて、抽出油をリファインして高度に精製されたPUFA富化TAG画分を生成することができる。精製TAG画分に関する最終規格は、用途依存的であり得、例えば、油を添加剤または補助品(例えば、食料組成物、特殊調製粉乳、動物飼料などにおけるもの)として、化粧または医薬組成物などにおいて使用すべきか否かに依存する。許容可能な汚染物質基準は、自ら課す(特定の汚染物質は、不所望な特性、例えばかすみ/混濁、臭気をもたらす)かまたは外部栄養物審議会(例えば、A Voluntary Monograph Of The Council for Responsible Nutrition[Washington,D.C.],March 2006は、ω−3EPA、ω−3DHAおよびそれらの混合物についての最大の酸、ペルオキシド、アニシジン、TOTOX、ポリ塩化ジベンゾ−パラ−ジオキシンおよびポリ塩化ジベンゾフランの値を規定する)により決定される。   The resulting extracted oil is enriched with lipophilic constituents that accumulate in the fat body. In general, the major components of the fat body consist of TAG, ergosterol esters, other sterol esters, free ergosterol and phospholipids. The PUFA present in the fat body is mainly as a constituent of TAG, diacylglycerol, monoacylglycerol, phospholipids and free fatty acids. Subsequently, the extracted oil can be refined to produce a highly purified PUFA enriched TAG fraction. Final specifications for purified TAG fractions may be application dependent, such as oils as additives or supplements (eg in food compositions, specialty formulas, animal feeds, etc.), cosmetic or pharmaceutical compositions, etc. Depending on whether or not to use. Acceptable pollutant standards impose themselves (specific pollutants can cause undesirable properties such as haze / turbidity, odor) or external nutrition boards (eg A Voluntary Monograph Of The Council for Responsible Nutrition) [Washington, DC], March 2006 provides the maximum acid, peroxide, anisidine, TOTOX, polychlorinated dibenzo-para-dioxin and polychlorinated dibenzofuran values for ω-3EPA, ω-3DHA and mixtures thereof. Stipulate).

特許文献1は、高トリグリセリド含有率および高い酸化安定性を有する微生物PUFA含有油を開示する。さらに、低温殺菌された発酵ブロスに由来する微生物バイオマスからそのような油を回収する方法であって、微生物バイオマスを抽出に供して顆粒粒子を形成し、乾燥させ、次いで適切な溶媒を使用して乾燥顆粒から油を抽出する方法が記載されている。   Patent Document 1 discloses a microbial PUFA-containing oil having a high triglyceride content and high oxidative stability. Further, a method of recovering such oil from microbial biomass derived from pasteurized fermentation broth, wherein the microbial biomass is subjected to extraction to form granular particles, dried, and then using a suitable solvent A method for extracting oil from dry granules is described.

特許文献2は、微生物細胞中に含有される脂溶性構成成分を抽出する方法であって、脂溶性構成成分を含有する微生物細胞を乾燥させ、同時に乾燥微生物細胞を破砕し、押出機の使用によりペレットに成形し、含有される脂溶性構成成分を有機溶媒の使用により抽出することを要求する方法を開示している。   Patent Document 2 is a method for extracting a fat-soluble component contained in a microbial cell, wherein the microbial cell containing the fat-soluble component is dried, and at the same time, the dried microbial cell is crushed and used by using an extruder. Disclosed is a method that requires forming the fat-soluble constituents formed into pellets and extracting them by use of an organic solvent.

特許文献3は、細胞および水を含む組成物から脂質を得る方法であって、組成物を乾燥剤と接触させ、細胞から脂質を回収することを含む方法を開示している。   Patent Document 3 discloses a method of obtaining lipid from a composition containing cells and water, the method comprising contacting the composition with a desiccant and recovering the lipid from the cells.

特許文献4は、比較的低い割合の、濃縮すべきPUFA部分と同一鎖長の飽和および一価不飽和脂肪酸部分を含有する魚油においてPUFA部分を濃縮する方法であって、魚油グリセリドを低級アルカノールとエステル交換して低級アルキル脂肪酸エステルの混合物を形成し、前記エステルを超臨界条件下で二酸化炭素(CO)により抽出することを含む方法を開示している。 Patent Document 4 discloses a method for concentrating a PUFA part in a fish oil containing a relatively low proportion of saturated and monounsaturated fatty acid parts having the same chain length as the PUFA part to be concentrated. Disclosed is a process comprising transesterifying to form a mixture of lower alkyl fatty acid esters and extracting the esters with carbon dioxide (CO 2 ) under supercritical conditions.

高濃度EPAを生成する連続向流超臨界CO分画法について開発されたプロセスフローダイアグラムは、非特許文献1により開示されている。この方法のための原料は、ニシン油の尿素結晶化エチルエステルであり、設計についての基礎は、90%の収率における90%のEPA(エチルエステル)の生成物濃度である。 Non-Patent Document 1 discloses a process flow diagram developed for a continuous countercurrent supercritical CO 2 fractionation method that produces high concentration EPA. The raw material for this process is urea crystallized ethyl ester of herring oil, and the basis for the design is a product concentration of 90% EPA (ethyl ester) in 90% yield.

PUFA含有脂質組成物においてTAG、ジアシルグリセロール、モノアシルグリセロール、および遊離脂肪酸の分布を調整することができる方法が求められている。改善された酸化安定性を有するPUFA含有脂質組成物を得る方法が望ましい。TAGが富化されたPUFA含有脂質組成物を得る方法も望ましい。それというのも、そのような組成物を得る経済的な方法であるためである。   There is a need for methods that can regulate the distribution of TAG, diacylglycerol, monoacylglycerol, and free fatty acids in PUFA-containing lipid compositions. A method for obtaining a PUFA-containing lipid composition having improved oxidative stability is desirable. A method of obtaining a PUFA-containing lipid composition enriched in TAG is also desirable. This is because it is an economical way to obtain such a composition.

特許文献5は、PUFAを含む微生物油(例えば、モルティエレラ・アルピナ(Mortierella alpina)からのもの)を極性溶媒により処理して溶媒中に可溶性である少なくとも1つのステロール(例えば、デスモステロール)を抽出し、次いでステロールを含有する溶媒の少なくとも一部を油から分離し、油は、1.5%未満のステロール含有率を有する方法を記載している。   Patent Document 5 extracts a microbial oil containing PUFA (eg, from Mortierella alpina) with a polar solvent to extract at least one sterol (eg, desmosterol) that is soluble in the solvent. And then separating at least a portion of the sterol containing solvent from the oil, wherein the oil has a sterol content of less than 1.5%.

特許文献6は、微生物バイオマス(例えば、シゾキトリウム(Schizochytrium))からPUFAを含む中性脂肪を回収する方法であって、抽出プロセスにおいてバイオマスを非極性溶媒と接触させて脂質を回収する工程、脂質組成物をリファインおよび/または漂白および/または脱臭する工程、極性溶媒を脂質組成物に添加する工程、混合物を冷却して少なくとも1つの他の化合物(例えば、三飽和グリセリド、リン含有材料、ワックスエステル、飽和脂肪酸含有ステロールエステル、ステロール、スクアレン、炭化水素)を選択的に沈殿させ、次いで脂質組成物からこの不所望な化合物を除去する工程を含む方法を記載している。   Patent Document 6 is a method for recovering neutral fat containing PUFA from microbial biomass (for example, Schizochytrium), in which the biomass is contacted with a nonpolar solvent in the extraction process, and the lipid composition is recovered. Refining and / or bleaching and / or deodorizing the product, adding a polar solvent to the lipid composition, cooling the mixture to at least one other compound (eg, trisaturated glycerides, phosphorus-containing materials, wax esters, Saturated fatty acid-containing sterol esters, sterols, squalenes, hydrocarbons) are selectively precipitated and then removed from the lipid composition.

従来の方法は、PUFA、具体的には高度不飽和脂肪酸の高温への曝露を回避し、微生物油からエルゴステロール(エルゴスタ−5,7,22−トリエン−3β−オール;CAS登録番号57−87−4))汚染物質を除去する有効な手段として短行程蒸留の技術を利用しなかった。   Conventional methods avoid exposure to high temperatures of PUFAs, specifically polyunsaturated fatty acids, from microbial oils to ergosterol (ergosta-5,7,22-trien-3β-ol; CAS Registry Number 57-87. -4)) The short stroke distillation technique was not used as an effective means to remove contaminants.

特許文献7は、フィード混合物を、溶出剤として水性アルコールを含有する複数の連結クロマトグラフィーカラムを有する擬似または実移動床(actual moving bed)クロマトグラフィー装置に導入することを含む、フィード混合物からPUFA生成物を回収するクロマトグラフィー分離方法であって、装置が、少なくとも第1の帯域および第2の帯域を含む複数の帯域を有し、それぞれの帯域が、前記複数の連結クロマトグラフィーカラムから液体を回収することができる抽出物流およびラフィネート流を有し、(a)PUFA生成物をより極性の構成成分と一緒に含有するラフィネート流を、第1の帯域中のカラムから回収し、第2の帯域中の非隣接カラムに導入し、および/または(b)PUFA生成物をより極性でない構成成分と一緒に含有する抽出物流を、第2の帯域中のカラムから回収し、第1の帯域中の非隣接カラムに導入し、前記PUFA生成物を、それぞれの帯域中でフィード混合物の異なる構成成分から分離する方法を開示している。種々の魚油由来原料は、精製されて85から98%超のEPAエチルエステルが生成された。特許文献8は、EPAおよびDHAを魚油から高純度で回収する方法を実証したが、該開示は、分別に好適なフィード混合物を「遺伝子組換え植物、動物および酵母を含む微生物から得られる油を含む合成源」から得ることができることも記述している。さらに、「遺伝子組換え酵母は、所望のPUFA生成物がEPAである場合に特に好適である」。   U.S. Patent No. 6,057,031 introduces PUFA production from a feed mixture comprising introducing the feed mixture into a simulated or actual moving bed chromatographic apparatus having a plurality of linked chromatography columns containing aqueous alcohol as an eluent. A chromatographic separation method for recovering a product, wherein the apparatus has a plurality of zones including at least a first zone and a second zone, each zone recovering a liquid from the plurality of coupled chromatography columns. A raffinate stream having an extract stream and a raffinate stream that can be (a) containing the PUFA product together with a more polar component from the column in the first zone, and in the second zone And / or (b) make the PUFA product less polar. The extract stream containing together with the other components is recovered from the columns in the second zone and introduced into non-adjacent columns in the first zone, and the PUFA product is fed into the feed mixture in each zone. A method of separating from different components is disclosed. Various fish oil-derived raw materials have been refined to produce more than 85-98% EPA ethyl ester. Patent document 8 demonstrated a method for recovering EPA and DHA from fish oils in high purity, but the disclosure describes a suitable feed mixture as "separate feed oil from microorganisms including genetically modified plants, animals and yeast. It also describes what can be obtained from the “combining source”. Furthermore, “genetically modified yeast is particularly suitable when the desired PUFA product is EPA”.

米国特許第6,727,373号明細書US Pat. No. 6,727,373 米国特許第6,258,964号明細書US Pat. No. 6,258,964 米国特許出願公開第2009/0227678号明細書US Patent Application Publication No. 2009/0227678 米国特許第4,675,132号明細書U.S. Pat. No. 4,675,132 米国特許第6,166,230号明細書(GIST−Brocades)US Pat. No. 6,166,230 (GIST-Brocades) 米国特許第7,695,626号明細書(Martek)US Pat. No. 7,695,626 (Martek) 国際公開第2011/080503A2号パンフレットInternational Publication No. 2011 / 080503A2 Pamphlet 国際公開第2001/080503A2号パンフレットInternational Publication No. 2001 / 080503A2 Pamphlet

V.J.Krukonis et al.,Adv.Seafood Biochem.,Pap.Am.Chem.Soc.Annu.Meet.(1992),Meeting Date 1987,169−179V. J. et al. Krukonis et al. , Adv. Seafood Biochem. , Pap. Am. Chem. Soc. Annu. Meet. (1992), Meeting Date 1987, 169-179.

第1の実施形態において、本発明は、
(a)ある水分レベルを有し、含油微生物を含む微生物バイオマスをペレット化すること;
(b)工程(a)のペレット化された微生物バイオマスを抽出して抽出油を生成すること;および
(c)工程(b)の抽出油を、短行程蒸留条件下で少なくとも1回蒸留すること
を含み、前記蒸留が、蒸留物画分および脂質含有画分を生成する方法に関する。
In the first embodiment, the present invention provides:
(A) pelletizing microbial biomass having a certain moisture level and containing oil-bearing microorganisms;
(B) extracting the pelleted microbial biomass of step (a) to produce an extracted oil; and (c) distilling the extracted oil of step (b) at least once under short path distillation conditions. Wherein the distillation produces a distillate fraction and a lipid-containing fraction.

本方法の第2の実施形態において、含油微生物は、酵母、藻類、菌類、細菌、ユーグレナ類、ストラメノパイルおよび卵菌綱からなる群から選択される。好ましくは、酵母はヤロウィア(Yarrowia)である。   In a second embodiment of the method, the oleaginous microorganism is selected from the group consisting of yeast, algae, fungi, bacteria, Euglena, stramenopile and oomycete. Preferably, the yeast is Yarrowia.

本方法の第3の実施形態において、含油微生物は、少なくとも1つの多価不飽和脂肪酸を油中に含み、多価不飽和脂肪酸は、好ましくは、リノール酸、γ−リノレン酸、エイコサジエン酸、ジホモ−γ−リノレン酸、アラキドン酸、ドコサテトラエン酸、ω−6ドコサペンタエン酸、α−リノレン酸、ステアリドン酸、エイコサトリエン酸、エイコサテトラエン酸、エイコサペンタエン酸、ω−3ドコサペンタエン酸およびドコサヘキサエン酸からなる群から選択される。   In the third embodiment of the method, the oil-containing microorganism comprises at least one polyunsaturated fatty acid in the oil, and the polyunsaturated fatty acid is preferably linoleic acid, γ-linolenic acid, eicosadienoic acid, dihomo. -Γ-linolenic acid, arachidonic acid, docosatetraenoic acid, ω-6 docosapentaenoic acid, α-linolenic acid, stearidonic acid, eicosatrienoic acid, eicosatetraenoic acid, eicosapentaenoic acid, ω-3 docosapenta Selected from the group consisting of enoic acid and docosahexaenoic acid.

本方法の第4の実施形態において、微生物バイオマスの水分レベルは、微生物バイオマスは、約1から10重量パーセントの範囲である。   In a fourth embodiment of the method, the moisture level of the microbial biomass ranges from about 1 to 10 weight percent microbial biomass.

本方法の第5の実施形態において、微生物バイオマスをペレット化する前記工程(a)は、
(1)微生物バイオマスおよび少なくとも1つの吸油し得る粉砕剤を混合して、破砕微生物バイオマスを含む破砕バイオマス混合物を提供すること;
(2)破砕バイオマス混合物を少なくとも1つの結合剤とブレンドして、固体ペレットを形成し得る固定可能な混合物を提供すること;ならびに
(3)前記固定可能な混合物を固体ペレットに形成して、ペレット化微生物バイオマスを提供すること
を含む。
In a fifth embodiment of the method, the step (a) of pelletizing microbial biomass comprises:
(1) mixing microbial biomass and at least one oil-absorbable grinding agent to provide a crushed biomass mixture comprising crushed microbial biomass;
(2) blending the crushed biomass mixture with at least one binder to provide a fixable mixture capable of forming solid pellets; and (3) forming the fixable mixture into solid pellets and pellets Providing modified microbial biomass.

好ましくは、微生物バイオマスを混合する工程(1)および少なくとも1つの結合剤をブレンドする工程(2)は、押出機中で実施し、同時に実施し、または押出機中で同時に実施し;前記固定可能な混合物から前記固体ペレットを形成する工程(3)は、
(i)前記固定可能な混合物をダイに通して押出してストランドを形成すること;
(ii)前記ストランドを乾燥および破壊すること;ならびに
(iii)前記固定可能な混合物をダイに通して押出してストランドを形成する工程(i)ならびに前記ストランドを乾燥および破壊する工程(ii)の組合せ
からなる群から選択される工程を含む。
Preferably, the step (1) of mixing the microbial biomass and the step (2) of blending at least one binder are carried out in an extruder, carried out at the same time, or carried out simultaneously in an extruder; The step (3) of forming the solid pellets from a simple mixture comprises:
(I) extruding the fixable mixture through a die to form a strand;
A combination of (ii) drying and breaking the strand; and (iii) extruding the fixable mixture through a die to form a strand and drying and breaking the strand (ii) A step selected from the group consisting of:

本方法の第6の実施形態において、破砕微生物バイオマスを、(a)約0.04から0.4KW/(kg/hr)の総比エネルギーインプット;(b)次第に短くなるピッチ長さを有するブッシュエレメントを使用する圧密帯域;および(c)流動制限を使用する圧縮帯域を含む2軸スクリュー押出機中で破砕して生成し;押出機内で圧密帯域は圧縮帯域よりも先行する。   In a sixth embodiment of the method, the crushed microbial biomass is: (a) a total specific energy input of about 0.04 to 0.4 KW / (kg / hr); (b) a bush having a progressively shorter pitch length. Produced by crushing in a twin screw extruder including a compression zone using elements; and (c) a compression zone using flow restriction; in the extruder, the compression zone precedes the compression zone.

本方法の第7の実施形態において、少なくとも1つの粉砕剤は、好ましくは、
(a)前記少なくとも1つの粉砕剤は、2.0から6.0のMoh硬度およびASTM法D1483−60に従って測定される0.8以上の吸油係数を有する粒子である;
(b)前記少なくとも1つの粉砕剤は、シリカおよびケイ酸塩からなる群から選択される;ならびに
(c)前記少なくとも1つの粉砕剤は、固体ペレット中の微生物バイオマス、粉砕剤および結合剤の重量の総和に対して約1から20重量パーセント存在する、
からなる群から選択される特性を有する。
In a seventh embodiment of the method, the at least one grinding agent is preferably
(A) the at least one grinding agent is a particle having a Moh hardness of 2.0 to 6.0 and an oil absorption coefficient of 0.8 or greater measured according to ASTM method D1483-60;
(B) the at least one grinding agent is selected from the group consisting of silica and silicate; and (c) the at least one grinding agent is the weight of microbial biomass, grinding agent and binder in the solid pellet. Present from about 1 to 20 percent by weight relative to the sum of
Having a characteristic selected from the group consisting of

少なくとも1つの結合剤は、好ましくは、
(a)前記少なくとも1つの結合剤は、水ならびにスクロース、ラクトース、フルクトース、グルコース、および可溶性デンプンからなる群から選択される炭水化物から選択される;ならびに
(b)前記少なくとも1つの結合剤は、固体ペレット中の微生物バイオマス、粉砕剤および結合剤の重量の総和に対して約0.5から10重量パーセント存在する、
からなる群から選択される特性を有する。
The at least one binder is preferably
(A) the at least one binder is selected from water and carbohydrates selected from the group consisting of sucrose, lactose, fructose, glucose, and soluble starch; and (b) the at least one binder is solid Present from about 0.5 to 10 percent by weight relative to the sum of the weight of microbial biomass, grinding agent and binder in the pellet;
Having a characteristic selected from the group consisting of

本方法の第8の実施形態において、ペレットは、
(a)前記ペレットは、約0.5から約1.5mmの平均直径および約2.0から約8.0mmの平均長さを有する;ならびに
(b)前記ペレットは、固体ペレット中の微生物バイオマス、粉砕剤および結合剤の重量の総和に対して約70から約98.5重量パーセントの含油微生物を含む微生物バイオマス、約1から約20重量パーセントの少なくとも1つの吸油し得る粉砕剤および約0.5から10重量パーセントの少なくとも1つの結合剤を含む
からなる群から選択される特性を有する。
In an eighth embodiment of the method, the pellet is
(A) the pellets have an average diameter of about 0.5 to about 1.5 mm and an average length of about 2.0 to about 8.0 mm; and (b) the pellets are microbial biomass in solid pellets About 1 to about 20 weight percent of at least one oil-absorbable grinding agent, and about 0. 0 to about 20 weight percent of the microbial biomass, including about 70 to about 98.5 weight percent of the oil-bearing microorganisms. Having a property selected from the group consisting of 5 to 10 weight percent comprising at least one binder.

本方法の第9の実施形態において、抽出は、有機溶媒により実施して抽出油を生成し、前記抽出油を、抽出油を蒸留する前記工程(c)の前に脱ガム処理し、場合により漂白する。   In a ninth embodiment of the method, the extraction is performed with an organic solvent to produce an extracted oil, and the extracted oil is degummed prior to step (c) of distilling the extracted oil, optionally. to bleach.

本方法の第10の実施形態において、抽出は:
(1)ペレット化微生物バイオマスを、液体または超臨界流体二酸化炭素を含む溶媒により処理すること(含油微生物を含む前記ペレット化微生物バイオマスは、
(i)実質的にリン脂質を含まない脂質画分を含む抽出物;および
(ii)リン脂質を含む残留バイオマス;
を得るために少なくとも1つの多価不飽和脂肪酸を油中にさらに含む):ならびに
(2)工程(1)区分(i)において得られた抽出物を少なくとも1回分別して少なくとも1つの多価不飽和脂肪酸を含むリファインド脂質組成物を有する抽出油を得ること(リファインド脂質組成物は、溶媒により処理されていないペレット化微生物バイオマスの油組成物に対してトリアシルグリセロールが富化されている)
を含む。
In a tenth embodiment of the method, the extraction is:
(1) Treating pelletized microbial biomass with a solvent containing liquid or supercritical fluid carbon dioxide (the pelleted microbial biomass containing oil-containing microorganisms is
(I) an extract comprising a lipid fraction substantially free of phospholipids; and (ii) residual biomass comprising phospholipids;
To further obtain at least one polyunsaturated fatty acid in the oil) :) and (2) at least one polyunsaturated by fractionating the extract obtained in step (1) section (i) at least once Obtaining an extracted oil having a refined lipid composition comprising fatty acids (the refined lipid composition is enriched with triacylglycerol relative to the oil composition of pelleted microbial biomass not treated with solvent)
including.

本方法の第11の実施形態において、工程(b)の抽出油は、ステロール画分を含み、工程(c)の蒸留物画分は、ステロールを含み、工程(c)の脂質含有画分は、短行程蒸留に供されなかった抽出油中のステロールの量と比較して低減した量のステロールを含む。ステロール画分は、スチグマステロール、エルゴステロール、ブラシカステロール、カンペステロール、β−シトステロールおよびデスモステロールからなる群から選択される1つ以上のステロールを含み得る。   In an eleventh embodiment of the method, the extracted oil of step (b) contains a sterol fraction, the distillate fraction of step (c) contains a sterol, and the lipid-containing fraction of step (c) is A reduced amount of sterol compared to the amount of sterol in the extracted oil that has not been subjected to short path distillation. The sterol fraction may comprise one or more sterols selected from the group consisting of stigmasterol, ergosterol, brassicasterol, campesterol, β-sitosterol and desmosterol.

本方法の第12の実施形態において、少なくとも1つの多価不飽和脂肪酸を含み、溶媒により処理されていないペレット化微生物バイオマスの油組成物に対してトリアシルグリセロールが富化されたリファインド脂質組成物を有する抽出油は、少なくとも300mg/100gのステロール画分をさらに含む。短行程蒸留条件下での少なくとも1回の蒸留時、ステロールを含む蒸留物画分が生成され、トリアシルグリセロールおよび短行程蒸留に供されなかったリファインド脂質組成物を有する抽出油中のステロールの量と比較して低減した量のステロールを含む脂質含有画分が生成される。   In a twelfth embodiment of the method, a refined lipid composition enriched with triacylglycerols against an oil composition of pelleted microbial biomass comprising at least one polyunsaturated fatty acid and not treated with a solvent The extracted oil with the product further comprises at least 300 mg / 100 g of sterol fraction. During at least one distillation under short-path distillation conditions, a distillate fraction containing sterols was produced, of triacylglycerol and sterols in the extracted oil having refined lipid composition that was not subjected to short-path distillation. A lipid-containing fraction containing a reduced amount of sterol compared to the amount is produced.

第13の実施形態において、本方法は:
(d)工程(c)の脂質含有画分をエステル交換すること;および
(e)工程(d)のエステル交換された脂質含有画分を富化して油濃縮物を得ること
をさらに含む。
In a thirteenth embodiment, the method includes:
(D) further transesterifying the lipid-containing fraction of step (c); and (e) enriching the transesterified lipid-containing fraction of step (d) to obtain an oil concentrate.

第14の実施形態において、含油微生物は、微生物油としてそれらの乾燥細胞重量の25%を超過して蓄積し;微生物油は、総脂肪酸の重量パーセントとして計測して30から70重量パーセントのエイコサペンタエン酸を含み、実質的にドコサヘキサエン酸を含まず、工程(e)の富化は、少なくとも2つのプロセスの組合せによるものであり、前記第1のプロセスは、分留を含み、前記第2のプロセスは、尿素アダクト形成、液体クロマトグラフィー、超臨界流体クロマトグラフィー、擬似移動床クロマトグラフィー、実移動床クロマトグラフィーおよびそれらの組合せからなる群から選択され;油濃縮物は、油の重量パーセントとして計測して少なくとも70重量パーセントのエイコサペンタエン酸を含み、実質的にドコサヘキサエン酸を含まないエイコサペンタエン酸濃縮物である。   In a fourteenth embodiment, oleaginous microorganisms accumulate as microbial oil in excess of 25% of their dry cell weight; microbial oil is measured as 30 to 70 weight percent eicosapentaene, measured as weight percent of total fatty acids. Containing acid, substantially free of docosahexaenoic acid, enrichment of step (e) is by a combination of at least two processes, said first process comprising fractional distillation, said second process Is selected from the group consisting of urea adduct formation, liquid chromatography, supercritical fluid chromatography, simulated moving bed chromatography, actual moving bed chromatography and combinations thereof; the oil concentrate is measured as a weight percent of oil. At least 70 weight percent eicosapentaenoic acid, and substantially comprising docosahexaene The eicosapentaenoic acid free concentrate.

生物寄託
以下の生物材料は、American Type Culture Collection(ATCC),10801 University Boulevard,Manassas,VA 20110−2209に寄託され、以下の名称、受託番号および寄託日を有する。
Biological Deposits The following biological materials have been deposited with the American Type Culture Collection (ATCC), 10801 University Boulevard, Manassas, VA 20110-2209, and have the following names, deposit numbers and deposit dates.

Figure 0006061866
Figure 0006061866

上記列挙した生物学的材料は、特許手続上の微生物の寄託の国際的承認に関するブダペスト条約の条項に従って寄託された。列挙された寄託株は、指定の国際寄託機関で少なくとも30年間維持され、それを開示する特許の付与に際して公的に入手可能となる。寄託株の利用可能性は、政府の行為により付与された特許権を失墜させて主題発明を実施する認可とはみなされない。   The biological materials listed above were deposited in accordance with the provisions of the Budapest Treaty concerning the international recognition of deposits of microorganisms in patent proceedings. The listed deposited strains will be maintained at a designated international depository agency for at least 30 years and will be publicly available upon grant of a patent disclosing it. The availability of the deposited stock is not considered an authorization to carry out the subject invention by losing the patent rights granted by the government.

ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Y4305は、米国特許出願公開第2009−0093543−A1号明細書に記載の方法論に従ってY・リポリティカ(Y.lipolytica)Y4128から誘導した。Y・リポリティカ(Y.lipolytica)Y9502は、米国特許出願公開第2010−0317072−A1号明細書に記載の方法論に従ってヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Y8412から誘導した。同様に、ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Y8672は、米国特許出願公開第2010−0317072−A1号明細書に記載の方法論に従ってY・リポリティカ(Y.lipolytica)Y8259から誘導した。   Yarrowia lipolytica Y4305 was derived from Y. lipolytica Y4128 according to the methodology described in US Patent Application Publication No. 2009-0093543-A1. Y. lipolytica Y9502 was derived from Yarrowia lipolytica Y8412 according to the methodology described in US Patent Application Publication No. 2010-0317072-A1. Similarly, Yarrowia lipolytica Y8672 was derived from Y. lipolytica Y8259 according to the methodology described in US Patent Application Publication No. 2010-0317072-A1.

特注高圧抽出装置フローシートを説明する。A custom-made high-pressure extraction device flow sheet will be described. ペレット化微生物バイオマスをCOと接触させて抽出物を得、次いでそれを分別する、抽出の一実施形態を概略的に説明する。1 schematically illustrates one embodiment of an extraction in which pelleted microbial biomass is contacted with CO 2 to obtain an extract that is then fractionated. 微生物バイオマスをCOと接触させて抽出物を得る、抽出の一実施形態を概略的に説明する。1 schematically illustrates one embodiment of extraction in which microbial biomass is contacted with CO 2 to obtain an extract. 実施例12において得られた抽出曲線のグラフ表示である。It is a graph display of the extraction curve obtained in Example 12. 本発明の方法の概要をフローチャートの形態で提供する。具体的には、微生物発酵が未処理微生物バイオマスを生成し、次いでそれをペレット化する。固体ペレットの油抽出は、残留バイオマスおよび抽出油をもたらす。短行程蒸留(SPD)条件を使用する抽出油の蒸留は蒸留物画分および脂質含有分画を生成し、それらは場合によりさらにエステル交換および富化して油濃縮物を生じさせることができる。An overview of the method of the present invention is provided in the form of a flowchart. Specifically, microbial fermentation produces untreated microbial biomass which is then pelletized. Oil extraction of solid pellets results in residual biomass and extracted oil. Distillation of the extracted oil using short path distillation (SPD) conditions produces a distillate fraction and a lipid-containing fraction, which can optionally be further transesterified and enriched to yield an oil concentrate. 以下のもの:pZKUM;および(B)pZKL3−9DP9Nのプラスミドマップを提供する。The following are provided: plasmid map of pZKUM; and (B) pZKL3-9DP9N.

以下の配列は、37C.F.R.§1.821−1.825(「ヌクレオチド配列および/またはアミノ酸配列開示を含む特許出願の要件−配列規則(Requirements for Patent Applications Containing Nucleotide Sequences and/or Amino Acid Sequence Disclosures−the Sequence Rules)」)に従い、世界知的所有権機関(World Intellectual Property Organization)(WIPO)標準ST.25(1998)ならびにEPOおよびPCTの配列表要件(規則5.2および49.5(aの2)、ならびに実施細則第208号および付属書C)と一致する。ヌクレオチドおよびアミノ酸配列データについて使用される記号および形式は、37C.F.R.§1.822に記載の規則に従う。   The following sequence is 37C. F. R. §1.821-1.825 ("Requirements for Patent Applications Containing Nucleotide Sequences and / or Amino Acid Sequence Disclosures-Sequence Rules Containing Nucleotide Sequences and / or Amino Acid Sequences-Rules) , World Intellectual Property Organization (WIPO) standard ST. 25 (1998) and the EPO and PCT sequence listing requirements (Rules 5.2 and 49.5 (a-2), as well as Detailed Bylaws 208 and Annex C). The symbols and format used for nucleotide and amino acid sequence data are 37C. F. R. Follow the rules set forth in §1.822.

配列番号1〜8は、表1に指定するとおり、遺伝子をコードするオープンリーディングフレーム、タンパク質(またはその一部)、またはプラスミドである。   SEQ ID NOs: 1-8 are open reading frames, proteins (or portions thereof), or plasmids that encode genes, as specified in Table 1.

Figure 0006061866
Figure 0006061866

本明細書に引用される全ての特許および非特許文献の開示は、参照により全体として本明細書に組み込まれる。   The disclosures of all patent and non-patent literature cited herein are hereby incorporated by reference in their entirety.

量、濃度、または他の値もしくはパラメーターが範囲、好ましい範囲、または好ましい上方値および好ましい下方値の列挙として挙げられる場合、これは、範囲が個別に開示されているかどうかに関わらず、任意の範囲上限または好ましい上方値と、任意の範囲下限または好ましい下方値との任意のペアから形成される全ての範囲を具体的に開示していると理解されるべきである。本明細書において数値の範囲が引用されている場合、特に記載のない限り、この範囲は、その終点、および範囲内の全ての整数および分数を含むことが意図される。本発明の範囲が、範囲を定義する場合において規定の値に限定されることは意図されない。   Where an amount, concentration, or other value or parameter is listed as a range, preferred range, or list of preferred upper and preferred lower values, this may be any range, regardless of whether the range is disclosed individually. It should be understood that all ranges formed from any pair of an upper limit or preferred upper value and any lower range limit or preferred lower value are specifically disclosed. Where numerical ranges are cited herein, unless otherwise stated, the ranges are intended to include the end points thereof and all integers and fractions within the ranges. It is not intended that the scope of the invention be limited to the specified values in defining the range.

本明細書において使用される用語「含む(comprises)」、「含む(comprising)」、「含む(includes)」、「含む(including)」、「有する(has)」、「有する(having)」、「含有する(contains)」もしくは「含有する(containing)」、またはその任意の他の変形は、非排他的包含をカバーするものと意図される。例えば、要素の列挙を含む組成物、混合物、プロセス、方法、物品、または装置は、それらの要素のみに必ずしも限定されるものではなく、表現的に列挙されていないかまたはそのような組成物、混合物、プロセス、方法、物品、または装置に固有の他の要素を含み得る。さらに、表現的に逆の記載がない限り、「または」は、包含的なまたはを指すかまたは排他的なまたはを指さない。例えば、条件AまたはBは、以下のいずれか1つにより充足される:Aは真であり(または存在し)、Bは偽である(または存在しない)、Aは偽であり(または存在せず)、Bは真である(または存在する)、ならびにAおよびBは真である(または存在する)。   As used herein, the terms “comprises”, “comprising”, “includes”, “including”, “has”, “having”, “Contains” or “containing”, or any other variation thereof, is intended to cover non-exclusive inclusions. For example, a composition, mixture, process, method, article, or device that includes an enumeration of elements is not necessarily limited to only those elements, but is not expressly listed or such a composition, It may include mixtures, processes, methods, articles, or other elements specific to the device. Further, unless expressly stated to the contrary, “or” refers to inclusive or not exclusive or. For example, condition A or B is satisfied by any one of the following: A is true (or present), B is false (or does not exist), and A is false (or does not exist) 1), B is true (or present), and A and B are true (or present).

また、本発明の要素または構成成分に先行する不定冠詞「a」および「an」は、要素または構成成分の例の数(すなわち、出現率)に関して非限定的であると意図される。したがって、「a」または「an」は、1つまたは少なくとも1つを含めるように読まれるべきであり、要素または構成成分の単数形の単語形態は、数字が明らかに単数を意味しない限り複数形も含む。   Also, the indefinite articles “a” and “an” preceding an element or component of the invention are intended to be non-limiting with respect to the number of instances (ie, incidence) of the element or component. Thus, “a” or “an” should be read to include one or at least one and the singular word form of an element or component is the plural unless the number clearly means the singular. Including.

本明細書において使用される用語「発明」または「本発明」は、特許請求の範囲および本明細書に記載の本発明の全ての態様および実施形態を指すことが意図され、いかなる特定の実施形態または態様にも限定されるものと読まれるべきではない。   The term “invention” or “invention” as used herein is intended to refer to all aspects and embodiments of the invention described in the claims and herein, and any particular embodiment Or should not be read as limited to embodiments.

以下の定義を本開示において使用する:
「二酸化炭素」は「CO」と略す。
「American Type Culture Collection」は、「ATCC」と略す。
「多価不飽和脂肪酸」は、「PUFA」と略す。
「リン脂質」は、「PL」と略す。
「トリアシルグリセロール」は、「TAG」と略す。
「遊離脂肪酸」は、「FFA」と略す。
「総脂肪酸」は、「TFA」と略す。
「脂肪酸メチルエステル」は、「FAME」と略す。
「エチルエステル」は、「EE」と略す。
「乾燥細胞重量」は、「DCW」と略す。
「ミリtorr」は、「mTorr」と略す。
「短行程蒸留」は、「SPD」と略す。
The following definitions are used in this disclosure:
“Carbon dioxide” is abbreviated as “CO 2 ”.
“American Type Culture Collection” is abbreviated as “ATCC”.
“Polyunsaturated fatty acid” is abbreviated as “PUFA”.
“Phospholipid” is abbreviated “PL”.
“Triacylglycerol” is abbreviated as “TAG”.
“Free fatty acid” is abbreviated as “FFA”.
“Total fatty acid” is abbreviated as “TFA”.
“Fatty acid methyl ester” is abbreviated as “FAME”.
“Ethyl ester” is abbreviated as “EE”.
“Dry cell weight” is abbreviated as “DCW”.
“Millitorr” is abbreviated as “mTorr”.
“Short stroke distillation” is abbreviated as “SPD”.

本明細書において使用される用語「微生物バイオマス」は、微生物油を生成するために実施される含油微生物の微生物発酵からの微生物細胞材料を指す。微生物バイオマスは、全細胞、全細胞溶解物、ホモジナイズされた細胞、部分加水分解された細胞材料、および/または破砕細胞の形態であり得る。好ましくは、微生物油は、少なくとも1つのPUFAを含む。   As used herein, the term “microbial biomass” refers to microbial cell material from microbial fermentation of oleaginous microorganisms carried out to produce microbial oil. The microbial biomass can be in the form of whole cells, whole cell lysates, homogenized cells, partially hydrolyzed cell material, and / or disrupted cells. Preferably, the microbial oil comprises at least one PUFA.

用語「未処理微生物バイオマス」は、溶媒による抽出前の微生物バイオマスを指す。場合により、未処理微生物バイオマスは、溶媒による抽出前に少なくとも1つの機械的プロセス(例えば、バイオマスの乾燥、バイオマスの破砕、バイオマスのペレット化、またはそれらの組合せによる)に供することができる。「未処理微生物バイオマスおよび未リファインド微生物バイオマス」という用語は、本明細書において互換的に使用される。   The term “untreated microbial biomass” refers to microbial biomass prior to extraction with a solvent. Optionally, the untreated microbial biomass can be subjected to at least one mechanical process (eg, by drying the biomass, crushing the biomass, pelleting the biomass, or a combination thereof) prior to extraction with the solvent. The terms “untreated microbial biomass and unrefined microbial biomass” are used interchangeably herein.

「ペレット化する」または「ペレット化」という用語は、固体ペレットを生成するプロセスを指す。   The term “pelletizing” or “pelletizing” refers to the process of producing solid pellets.

「固体ペレット」という用語は、構造的剛性および形状または容積の変化に対する耐性を有するペレットを指す。固体ペレットは、望ましくは、室温において非粘着性である。固体ペレットの大部分は、ペレット構造の分解なしで、一緒に結合することもなく何日間も一緒に充填することができ;したがって、大部分は、望ましくは、自由流動するペレット化組成物である。固体ペレットは、本明細書において、「ペレット化」のプロセスを介して微生物バイオマスから形成し、したがって、「ペレット化微生物バイオマス」と称することもできる。   The term “solid pellet” refers to a pellet that has structural rigidity and resistance to changes in shape or volume. The solid pellet is desirably non-sticky at room temperature. Most of the solid pellets can be filled together for days without decomposing the pellet structure, without bonding together; therefore, the majority is desirably a free-flowing pelletized composition . Solid pellets are formed herein from microbial biomass via a process of “pelleting” and can therefore also be referred to as “pelleted microbial biomass”.

「破砕バイオマス混合物」という用語は、微生物バイオマスおよび少なくとも1つの粉砕剤を混合することにより得られる生成物を指す。破砕バイオマス混合物は、破砕微生物バイオマスを含む。   The term “crushed biomass mixture” refers to the product obtained by mixing microbial biomass and at least one grinding agent. The crushed biomass mixture includes crushed microbial biomass.

用語「破砕微生物バイオマス」は、破砕のプロセスに供された微生物バイオマスを指し、前記破砕は、微生物バイオマスの少なくとも50%の破砕効率をもたらす。   The term “fractured microbial biomass” refers to microbial biomass that has been subjected to a crushing process, said crushing resulting in a crushing efficiency of at least 50% of the microbial biomass.

用語「破砕効率」は、光学的可視化により定性的に測定されるかまたは以下の式:%破砕効率=(%遊離油100)を(%総油)で割る(%遊離油および%総油は、固体ペレットについて計測される)に従って定量的に測定される、加工の間に破断または破裂された細胞壁のパーセントを指す。微生物バイオマスの破砕効率の増加は、典型的には、微生物バイオマス内に含有される微生物油の抽出収率の増加をもたらす。 The term “crushing efficiency” is qualitatively measured by optical visualization or divided by the following formula:% crushing efficiency = (% free oil * 100) divided by (% total oil) (% free oil and% total oil) Refers to the percentage of the cell wall that is broken or ruptured during processing, measured quantitatively according to (measured for solid pellets). Increasing the disruption efficiency of microbial biomass typically results in an increased extraction yield of microbial oil contained within the microbial biomass.

用語「パーセント総油」は、固体ペレット試料内に存在する全ての油(例えば、細胞膜、脂肪体などに存在する中性脂肪画分[DAG、MAG、TAG]、遊離脂肪酸、リン脂質などからの脂肪酸を含む)の総量を指す。パーセント総油は、機械的破砕に供されたペレット化試料内の全ての脂肪酸を変換し、次いでアシル脂質のメタノリシスおよびメチル化を行うことにより効率的に計測する。したがって、脂肪酸(トリグリセリド形態で表現)の総和は、試料の総油含有量と解釈される。本発明において、パーセント総油は、乳鉢および乳棒を使用して固体ペレットを微粉末に穏やかに粉砕し、次いで分析のためのアリコート(トリプリケートで)を秤量することにより選択的に測定される。試料中の脂肪酸(主としてトリグリセリドとして存在する)は、80℃における塩化アセチル/メタノールとの反応により対応するメチルエステルに変換する。次いで、C15:0内部標準を、較正目的のために既知量でそれぞれの試料に添加する。個々の脂肪酸の測定は、火炎イオン化検出(GC/FID)を用いるキャピラリーガスクロマトグラフィーにより行う。さらに、脂肪酸(トリグリセリド形態で表現)の総和は、試料の総油含有量と解釈される。   The term “percent total oil” refers to all oils present in solid pellet samples (eg, neutral fat fractions present in cell membranes, fat bodies, etc. [DAG, MAG, TAG], free fatty acids, phospholipids, etc. (Including fatty acids). Percent total oil is efficiently measured by converting all the fatty acids in the pelleted sample that has been subjected to mechanical crushing, followed by acyllipid methanolysis and methylation. Thus, the sum of fatty acids (expressed in triglyceride form) is interpreted as the total oil content of the sample. In the present invention, percent total oil is selectively measured by gently grinding solid pellets to a fine powder using a mortar and pestle and then weighing an aliquot (in triplicate) for analysis. Fatty acids in the sample (predominantly present as triglycerides) are converted to the corresponding methyl esters by reaction with acetyl chloride / methanol at 80 ° C. A C15: 0 internal standard is then added to each sample in known amounts for calibration purposes. Individual fatty acids are measured by capillary gas chromatography using flame ionization detection (GC / FID). Furthermore, the sum of fatty acids (expressed in triglyceride form) is taken as the total oil content of the sample.

用語「パーセント遊離油」は、特定の固体ペレット試料からの抽出に容易に利用可能な遊離および未結合油(例えば、トリグリセリド形態で表現される脂肪酸だが、一部はリン脂質)の量を指す。したがって、例えば、パーセント遊離油の分析は、破砕されていない膜結合脂肪体中に存在する油を含まない。本発明において、パーセント遊離油は、試料をn−ヘプタンと撹拌し、遠心分離し、次いで上清を乾燥するまで蒸発させることにより選択的に測定される。次いで、得られた残留油を重量測定し、元の試料の重量割合として表現する。   The term “percent free oil” refers to the amount of free and unbound oil (eg, fatty acids expressed in triglyceride form, but partially phospholipids) readily available for extraction from a particular solid pellet sample. Thus, for example, analysis of percent free oil does not include oil present in uncrushed membrane bound fat bodies. In the present invention, percent free oil is selectively measured by stirring the sample with n-heptane, centrifuging, and then evaporating the supernatant to dryness. The resulting residual oil is then weighed and expressed as a weight percentage of the original sample.

用語「粉砕剤」は、破砕バイオマス混合物を得るために微生物バイオマスと混合される吸油し得る薬剤を指す。好ましくは、少なくとも1つの粉砕剤は、微生物バイオマス100部に対して約1から50部存在する。一部の好ましい実施形態において、粉砕剤はシリカまたはケイ酸塩である。粉砕剤の他の好ましい特性は、以下に考察する。   The term “grinding agent” refers to an oil-absorbable agent that is mixed with microbial biomass to obtain a crushed biomass mixture. Preferably, the at least one grinding agent is present from about 1 to 50 parts per 100 parts microbial biomass. In some preferred embodiments, the grinding agent is silica or silicate. Other preferred properties of the grinding agent are discussed below.

用語「固定可能な混合物」は、少なくとも1つの結合剤を破砕バイオマス混合物とブレンドすることにより得られる生成物を指す。固定可能な混合物は、溶媒の除去(例えば、乾燥工程における水の除去)時に固体ペレットを形成し得る混合物である。   The term “fixable mixture” refers to a product obtained by blending at least one binder with a crushed biomass mixture. A fixable mixture is a mixture that can form solid pellets upon removal of the solvent (eg, removal of water in the drying process).

用語「結合剤」は、固定可能な混合物を得るために破砕バイオマス混合物とブレンドされる薬剤を指す。好ましくは、少なくとも1つの結合剤は、微生物バイオマス100部に対して約0.5から20部存在する。一部の好ましい実施形態において、結合剤は炭水化物である。結合剤の他の好ましい特性は、以下に考察する。   The term “binder” refers to an agent that is blended with a crushed biomass mixture to obtain a fixable mixture. Preferably, the at least one binder is present from about 0.5 to 20 parts per 100 parts microbial biomass. In some preferred embodiments, the binding agent is a carbohydrate. Other preferred properties of the binder are discussed below.

本明細書において使用される用語「残留バイオマス」は、溶媒(例えば、無機または有機溶媒)により少なくとも1回抽出された、微生物油を生成するために実施される微生物発酵からの微生物細胞材料を指す。抽出に供する最初の微生物バイオマスが固体ペレットの形態である場合、残留バイオマスは「残留ペレット」と称することができる。   The term “residual biomass” as used herein refers to microbial cell material from microbial fermentation carried out to produce microbial oil that has been extracted at least once with a solvent (eg, an inorganic or organic solvent). . If the initial microbial biomass subjected to extraction is in the form of a solid pellet, the residual biomass can be referred to as “residual pellet”.

「低減した」または「枯渇した」という用語は、より小さい量、例えば、元の量よりもほんのわずかに少ない量、または例えば規定材料中で完全に欠落する量を有すること、および中間の全ての量を含むことを意味する。   The terms “reduced” or “depleted” have a smaller amount, eg, only slightly less than the original amount, or for example an amount that is completely missing in the defined material, and all intermediate Means to include the quantity.

用語「脂質」は、任意の脂溶性(すなわち親油性)天然分子を指す。脂質は、多くの重要な生物学的機能を有する多様な群の化合物、例えば細胞膜の構造的構成成分、エネルギー保存源、およびシグナル伝達経路中間体である。脂質はケトアシルまたはイソプレン基のいずれかに、完全にまたは部分的に由来する、疎水性または両親媒性の小分子として広く定義することができる。Lipid Metabolites and Pathways Strategy(LIPID MAPS)分類体系(National Institute of General Medical Sciences,Bethesda,MD)に基づく脂質の一般的概要を以下の表2に示す。   The term “lipid” refers to any fat-soluble (ie, lipophilic) natural molecule. Lipids are a diverse group of compounds with many important biological functions, such as structural components of cell membranes, energy conservation sources, and signaling pathway intermediates. Lipids can be broadly defined as hydrophobic or amphiphilic small molecules that are derived entirely or partially from either ketoacyl or isoprene groups. A general summary of lipids based on the Lipid Metabolites and Pathways Strategies (LIPID MAPS) classification system (National Institute of General Medical Sciences, Bethesda, MD) is shown in Table 2 below.

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用語「油」は、25℃において液体であり、通常は多価不飽和である脂質物質を指す。油性生物において、油は総脂質の大部分を構成する。「油」は主としてトリアシルグリセロール(TAG)から構成されるが、他の中性脂肪、リン脂質(PL)および遊離脂肪酸(FFA)も含有し得る。油中の脂肪酸組成および総脂質の脂肪酸組成は、一般に類似しており;したがって総脂質中のPUFA濃度の増加または減少は、油中のPUFA濃度の増加または減少に対応し、逆もまた然りである。   The term “oil” refers to a lipid substance that is liquid at 25 ° C. and is usually polyunsaturated. In oleaginous organisms, oil constitutes the majority of total lipids. “Oil” is primarily composed of triacylglycerol (TAG), but may also contain other neutral fats, phospholipids (PL) and free fatty acids (FFA). The fatty acid composition in the oil and the fatty acid composition of the total lipid are generally similar; therefore, an increase or decrease in PUFA concentration in the total lipid corresponds to an increase or decrease in PUFA concentration in the oil, and vice versa. It is.

「微生物油」は、微生物により生成される油である。この一般的用語は、以下にさらに定義される未濃縮微生物油、抽出油、脂質含有画分、精製油または濃縮微生物油を指し得る。微生物油中の規定の脂肪酸の精製または富化後、油は種々の化学的形態で(例えば、トリアシルグリセロール、アルキルエステル、塩または遊離脂肪酸の形態で)存在し得る。   “Microbial oil” is oil produced by microorganisms. This general term may refer to unconcentrated microbial oil, extracted oil, lipid-containing fraction, refined oil or concentrated microbial oil as further defined below. After purification or enrichment of defined fatty acids in microbial oils, the oils can exist in various chemical forms (eg, in the form of triacylglycerols, alkyl esters, salts or free fatty acids).

用語「抽出油」は、油が合成される細胞材料、例えば微生物から分離された油を指す。微生物から抽出することができる油の量は、破砕効率に比例することが多い。抽出油は、広範な方法を介して得られ、最も単純なものは物理的手段のみを伴う。例えば、種々のプレス構造(例えばスクリュー、エキスペラー、ピストン、ビードビーターなど)を使用する機械的圧潰が、細胞材料から油を分離し得る。あるいは、油抽出は種々の有機溶媒(例えばヘキサン、イソヘキサン)による処理、酵素的抽出、浸透圧衝撃、超音波抽出、超臨界流体抽出(例えばCO抽出)、鹸化およびそれらの方法の組合せを介して行うことができる。微生物から抽出することができる油の量は、破砕効率に比例することが多い。さらに、抽出油の精製または濃縮は、任意選択である。 The term “extracted oil” refers to oil that has been separated from the cellular material from which the oil is synthesized, such as microorganisms. The amount of oil that can be extracted from microorganisms is often proportional to the crushing efficiency. Extracted oils are obtained through a wide range of methods, the simplest involving only physical means. For example, mechanical crushing using various press structures (eg, screws, expellers, pistons, bead beaters, etc.) can separate the oil from the cellular material. Alternatively, oil extraction is via treatment with various organic solvents (eg hexane, isohexane), enzymatic extraction, osmotic shock, ultrasonic extraction, supercritical fluid extraction (eg CO 2 extraction), saponification and combinations of these methods. Can be done. The amount of oil that can be extracted from microorganisms is often proportional to the crushing efficiency. Furthermore, purification or concentration of the extracted oil is optional.

「未濃縮微生物油」という用語は、抽出油が1つ以上の脂肪酸について実質的に富化されていないことを意味する。したがって、「未濃縮微生物油」の脂肪酸組成は、微生物により生成された微生物油の脂肪酸組成に実質的に類似する。未濃縮微生物油は、未濃縮抽出油または未濃縮精製油であり得る。   The term “unconcentrated microbial oil” means that the extracted oil is not substantially enriched for one or more fatty acids. Thus, the fatty acid composition of the “unconcentrated microbial oil” is substantially similar to the fatty acid composition of the microbial oil produced by the microorganism. The unconcentrated microbial oil can be a non-concentrated extract oil or a non-concentrated refined oil.

「リファインド脂質組成物を有する抽出油」または「リファインド脂質組成物」という用語は、米国特許出願公開第2011−0263709−A1号明細書に開示される超臨界二酸化炭素(CO)抽出の生成物である微生物油組成物を指す。したがって、リファインド脂質組成物は、抽出油である。リファインド脂質組成物は、中性脂肪および/またはFFAを含み得る一方、実質的にPLを含まない。リファインド脂質組成物は、American Oil Chemists’Society(AOCS)Official Method Ca 20−99、標題「Analysis for Phosphorus in Oil by Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectroscopy」(Official Methods and Recommended Practices of the AOCS,6th ed.,Urbana,IL,AOCS,2009、参照により本明細書に組み込まれる)により測定して好ましくは、30ppm未満のリン、より好ましくは、20ppm未満のリンを有する。リファインド脂質組成物は、微生物バイオマスの油組成物に対してTAGが富化されていてよく、場合によりステロール画分を含み得る。リファインド脂質組成物は、例えば本明細書に記載の短行程蒸留を介するさらなる精製に付して「精製油」または「脂質含有画分」を生成することができる。 The term “extracted oil with refined lipid composition” or “refined lipid composition” is the term used for supercritical carbon dioxide (CO 2 ) extraction disclosed in US 2011 / 0263709-A1. It refers to the product microbial oil composition. Thus, the refined lipid composition is an extracted oil. The refined lipid composition may comprise neutral fat and / or FFA while being substantially free of PL. Refined lipid composition, American Oil Chemists'Society (AOCS) Official Method Ca 20-99, entitled "Analysis for Phosphorus in Oil by Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectroscopy " (Official Methods and Recommended Practices of the AOCS, 6 th ed , Urbana, IL, AOCS, 2009, incorporated herein by reference), preferably having less than 30 ppm phosphorus, more preferably less than 20 ppm phosphorus. The refined lipid composition may be enriched in TAG relative to the microbial biomass oil composition and may optionally include a sterol fraction. Refined lipid compositions can be subjected to further purification, for example via short path distillation as described herein, to produce “refined oils” or “lipid-containing fractions”.

「脱ガム処理する」という用語は、抽出油からのリン脂質および他の不純物の濃度を低減させるプロセスを指す。   The term “degumming” refers to a process that reduces the concentration of phospholipids and other impurities from the extracted oil.

「漂白する」という用語は、抽出油からの色素/有色化合物および残留金属の濃度を低減させるプロセスを指す。   The term “bleaching” refers to the process of reducing the concentration of pigment / colored compounds and residual metals from the extracted oil.

「ステロール」または「ステロール画分」という用語は、細胞内で膜浸透性に影響する生物構成成分を指す。ステロールは、全ての主要な群の生物から単離されているが、単離される優勢なステロールの多様性が存在する。高等動物における優勢なステロールは、コレステロールである一方、β−シトステロールは一般に高等植物において優勢なステロールである(しかし、カンペステロールおよびスチグマステロールを伴うことも多い)。微生物に見出される優勢なステロールに関する一般化は、より困難である。それというのも、組成が特定の微生物種に依存するためである。例えば、油性酵母ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)は、主に、エルゴステロールを含み、モルティエレラ(Morteriella)属の菌類は、主に、コレステロールおよびデスモステロールを含み、シゾキトリウム(Schizochytrium)属のストラメノパイルは、主に、ブラシカステロールおよびスチグマステロールを含む。ステロール含有微生物油中に見出されることが多いステロールのまとめを以下の表3に示し;対照的に、それらのステロールは、典型的には、魚油中に見出されない。表3のステロールは、ステロール含有微生物油中に存在する場合、高融点およびより低い貯蔵温度において低減した溶解度に起因して抽出油から沈殿する傾向があり、混濁油をもたらす。これらのステロールの濃度を低減させることにより抽出油またはそれから生成される油の不所望な混濁性を最小化することが極めて望ましい。   The term “sterol” or “sterol fraction” refers to a biological component that affects membrane permeability within a cell. Although sterols have been isolated from all major groups of organisms, there exists a diversity of isolated sterols. The predominant sterol in higher animals is cholesterol, while β-sitosterol is generally the predominant sterol in higher plants (but is often accompanied by campesterol and stigmasterol). Generalization of the dominant sterols found in microorganisms is more difficult. This is because the composition depends on the specific microbial species. For example, the oleaginous yeast Yarrowia lipolytica contains mainly ergosterol, the fungi of the genus Mortierella mainly contain cholesterol and desmosterol, and the stramenopile of the genus Schizochytrium. Mainly includes brush castrol and stigmasterol. A summary of the sterols often found in sterol-containing microbial oils is shown in Table 3 below; in contrast, those sterols are typically not found in fish oil. The sterols in Table 3, when present in sterol-containing microbial oils, tend to precipitate from the extracted oil due to reduced solubility at high melting points and lower storage temperatures, resulting in turbid oils. It is highly desirable to minimize the undesired turbidity of the extracted oil or the oil produced therefrom by reducing the concentration of these sterols.

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「蒸留する」という用語は、混合物を沸騰液体混合物中でのそれらの揮発性の差に基づき分離する方法を指す。蒸留は、単位操作、または物理的分離プロセスであり、化学反応ではない。   The term “distill” refers to a method of separating mixtures based on their volatility differences in a boiling liquid mixture. Distillation is a unit operation, or physical separation process, not a chemical reaction.

「短行程蒸留」(「SPD」)という用語は、極端に高い真空下で稼働し、蒸発後に蒸留すべき材料からの揮発性化合物が凝縮表面に短距離のみ移動するようにSPD装置が蒸発器に近接した内部凝縮器を備える分離法を指す。結果として、この分離法からの熱分解は最小である。   The term “Short Stroke Distillation” (“SPD”) means that the SPD device is operated in an extremely high vacuum, and the vaporizer from the material to be distilled after evaporation moves to the condensation surface only a short distance to the evaporator. Refers to a separation method with an internal condenser in close proximity to. As a result, the thermal decomposition from this separation method is minimal.

「精製油」という用語は、抽出油中の不純物の濃度と比較して低減した濃度の不純物、例えばリン脂質、微量金属、遊離脂肪酸、有色化合物、少量の酸化生成物、揮発物質および/または臭気化合物、ならびにステロール(例えば、エルゴステロール、ブラシカステロール、スチグマステロール、コレステロール)を有する抽出油を指す。精製プロセスは、典型的には、特定の脂肪酸が実質的に富化されるように微生物油を濃縮も富化もせず、したがって精製油は未濃縮であることが最も多い。   The term “refined oil” refers to impurities at a reduced concentration compared to the concentration of impurities in the extracted oil, such as phospholipids, trace metals, free fatty acids, colored compounds, small amounts of oxidation products, volatiles and / or odors. It refers to an extracted oil having a compound as well as a sterol (eg, ergosterol, brassicasterol, stigmasterol, cholesterol). The refining process typically does not concentrate or enrich the microbial oil so that certain fatty acids are substantially enriched, and therefore the refined oil is most often unconcentrated.

「脂質含有画分」および「SPD精製油」という用語は、本明細書において互換的に使用される。これらの用語は、1つ以上のPUFAを含むTAG画分を含有する抽出微生物油であって、SPD条件下での少なくとも1回の蒸留のプロセスに付した油を指す。ステロール画分が抽出油中に存在する場合、蒸留プロセスは、短行程蒸留前の油のステロール含有量と比較して脂質含有画分中のステロールの量を低減させる。   The terms “lipid-containing fraction” and “SPD refined oil” are used interchangeably herein. These terms refer to an extracted microbial oil containing a TAG fraction containing one or more PUFAs that has been subjected to at least one distillation process under SPD conditions. When a sterol fraction is present in the extracted oil, the distillation process reduces the amount of sterol in the lipid-containing fraction as compared to the sterol content of the oil prior to short path distillation.

SPDは、エチルエステル、メチルエステルおよび遊離脂肪酸を濃縮し得るが、そのプロセスは、典型的には、TAGを濃縮しない(例えば、極端に高い温度において稼働させ、次いでTAGの分解をもたらさない限り)。脂質含有画分中の大部分のPUFAはTAGの形態であるため、SPDプロセスは、典型的には、特定の脂肪酸が実質的に富化されるようにTAGを濃縮せず、脂質含有画分は、本明細書に記載の目的のために未濃縮であるとみなされることが最も多い。   SPD can concentrate ethyl esters, methyl esters and free fatty acids, but the process typically does not concentrate TAG (eg, unless run at extremely high temperatures and then result in TAG degradation). . Since most PUFAs in the lipid-containing fraction are in the form of TAG, the SPD process typically does not concentrate the TAG so that certain fatty acids are substantially enriched, and the lipid-containing fraction Is most often considered unconcentrated for the purposes described herein.

「エステル交換」という用語は、脂肪酸のエステルを異なる脂肪酸のエステルに変換させる、酸または塩基触媒により触媒される化学反応を指す。   The term “esterification” refers to an acid or base catalyzed chemical reaction that converts an ester of a fatty acid to an ester of a different fatty acid.

「脂肪酸エチルエステル」[「FAEE」]は、一般に、エステル化またはエステル交換のプロセスにおいて遊離脂肪酸またはそれらの誘導体をエタノールと反応させることにより合成により誘導される脂質の化学形態を指す。   “Fatty acid ethyl ester” [“FAEE”] generally refers to the chemical form of a lipid derived synthetically by reacting free fatty acids or their derivatives with ethanol in the process of esterification or transesterification.

「富化」という用語は、未濃縮微生物油中の1つ以上の脂肪酸の濃度に対して微生物油中の1つ以上の脂肪酸の濃度を増加させるプロセスを指す。例えば、本明細書において考察されるとおり、TFAの重量%として計測して30から70重量%の所望のPUFAを含む微生物油を富化または濃縮して「油濃縮物」を生成する。   The term “enrichment” refers to the process of increasing the concentration of one or more fatty acids in a microbial oil relative to the concentration of one or more fatty acids in an unconcentrated microbial oil. For example, as discussed herein, a microbial oil containing 30 to 70 wt% of the desired PUFA, measured as wt% of TFA, is enriched or concentrated to produce an "oil concentrate".

「油濃縮物」という用語は、油の重量%として計測して少なくとも70重量%の所望のPUFAを含む油を指す。好ましくは、油濃縮物は、総脂肪酸の重量%として計測して30から70重量%の所望のPUFAを含む微生物油から得、前記微生物油は、以下に詳述するとおり油として乾燥細胞重量の25%を超過して蓄積する含油微生物から得る。具体的には、微生物油のエチルまたは他のエステルは、所望のPUFAを富化することができ、当技術分野において一般に使用される方法により分離することができる。   The term “oil concentrate” refers to an oil containing at least 70% by weight of the desired PUFA, measured as a weight% of the oil. Preferably, the oil concentrate is obtained from a microbial oil containing from 30 to 70% by weight of the desired PUFA, measured as weight percent of total fatty acids, said microbial oil as dry oil weight of oil as detailed below. Obtained from oil-bearing microorganisms that accumulate in excess of 25%. Specifically, ethyl or other esters of microbial oil can be enriched with the desired PUFA and can be separated by methods commonly used in the art.

「エイコサペンタエン酸濃縮物」または「EPA濃縮物」という用語は、油濃縮物であり、油の重量%として計測して少なくとも70重量%のEPAを含み、実質的にDHAを含まないω−3油を指す。EPA濃縮物は、総脂肪酸の重量%として計測して30から70重量%のEPAを含み、実質的にDHAを含まない微生物油から得、前記微生物油は、油として乾燥細胞重量の25%を超過して蓄積する含油微生物から得る。EPAの少なくとも70重量%は、遊離脂肪酸、トリグリセリド(例えば、TAG)、エステル、およびそれらの組合せの形態である。エステルは、最も好ましくは、エチルエステルの形態である。   The term “eicosapentaenoic acid concentrate” or “EPA concentrate” is an oil concentrate comprising at least 70% by weight of EPA, measured as weight percent of oil, and substantially free of DHA. Refers to oil. The EPA concentrate is obtained from a microbial oil that contains 30 to 70% by weight of EPA, measured as weight percent of total fatty acids, and is substantially free of DHA, said microbial oil having 25% of the dry cell weight as oil. Obtained from excess oil-bearing microorganisms. At least 70% by weight of the EPA is in the form of free fatty acids, triglycerides (eg, TAG), esters, and combinations thereof. The ester is most preferably in the form of an ethyl ester.

「中性脂肪」は、脂肪体の細胞中に貯蔵脂肪として一般に見出される脂質を指し、細胞のpHにおいて脂質は荷電基を担持しないため、そのように称される。一般にこれらは完全に非極性であり、水についての親和性を有さない。中性脂肪は、一般に脂肪酸とのグリセロールのモノ−、ジ−、および/またはトリエステルを指し、それぞれモノアシルグリセロール(MAG)、ジアシルグリセロール(DAG)もしくはトリアシルグリセロール(TAG)とも称され、または集合的にアシルグリセロールとも称される。アシルグリセロールからFFAを放出するためには、加水分解反応が起きなくてはならない。   “Neutral fat” refers to lipids that are commonly found in fat body cells as storage fat, and are so named because lipids do not carry charged groups at the pH of the cell. In general, they are completely non-polar and have no affinity for water. Neutral fat generally refers to mono-, di-, and / or triesters of glycerol with fatty acids, also referred to as monoacylglycerol (MAG), diacylglycerol (DAG) or triacylglycerol (TAG), respectively, or Collectively also referred to as acylglycerol. In order to release FFA from acylglycerol, a hydrolysis reaction must occur.

「トリアシルグリセロール」という用語は、「トリアシルグリセリド」という用語と同義であり、グリセロール分子にエステル化された3つの脂肪酸アシル残基から構成される中性脂肪を指す。TAGは、長鎖PUFAおよび飽和脂肪酸、ならびに短鎖飽和および不飽和脂肪酸を含有し得る。生物において、TAGは、脂肪酸についての一次貯蔵単位である。それというのも、グリセロール骨格はPUFA分子を貯蔵についてまたは輸送の間に安定化するのを助けるためである。対照的に、遊離脂肪酸は急速に酸化される。   The term “triacylglycerol” is synonymous with the term “triacylglyceride” and refers to a neutral fat composed of three fatty acyl residues esterified to a glycerol molecule. The TAG can contain long chain PUFAs and saturated fatty acids, as well as short chain saturated and unsaturated fatty acids. In living organisms, TAG is the primary storage unit for fatty acids. This is because the glycerol backbone helps stabilize the PUFA molecule for storage or during transport. In contrast, free fatty acids are rapidly oxidized.

本明細書において用語「総脂肪酸(TFA)」は、例えば微生物バイオマスまたは油であり得る所与の試料中において、(当技術分野において公知の)塩基エステル交換法により脂肪酸メチルエステル(FAME)に誘導体化することができる全ての細胞脂肪酸の総和を指す。したがって、総脂肪酸は、(DAG、MAG、およびTAGを含む)中性脂肪画分からの、および(ホスファチジルコリンおよびホスファチジルエタノールアミン画分を含む)極性脂質画分からの脂肪酸を含むが、FFAは含まない。   As used herein, the term “total fatty acid (TFA)” is derivatized into fatty acid methyl ester (FAME) by a base transesterification method (known in the art) in a given sample, which can be, for example, microbial biomass or oil. Refers to the sum of all cellular fatty acids that can be converted. Thus, total fatty acids include fatty acids from the neutral fat fraction (including DAG, MAG, and TAG) and from the polar lipid fraction (including the phosphatidylcholine and phosphatidylethanolamine fractions), but not FFA.

細胞の「総脂質含有率」という用語は、乾燥細胞重量(DCW)のパーセントとしてのTFAの尺度であるが、総脂質含有率は、DCWのパーセントとしてのFAME(FAME%DCW)の尺度として近似させることができる。したがって総脂質含有率(TFA%DCW)は、例えばDCW100ミリグラム当たりの総脂肪酸のミリグラムに等しい。   The term “total lipid content” of a cell is a measure of TFA as a percentage of dry cell weight (DCW), but total lipid content is approximated as a measure of FAME as a percentage of DCW (FAME% DCW). Can be made. Thus, the total lipid content (TFA% DCW) is equal to, for example, milligrams of total fatty acids per 100 milligrams of DCW.

総脂質中の脂肪酸の濃度は、本明細書においてTFAの重量パーセント(%TFA)、例えば、TFA100ミリグラム当たりの所与の脂肪酸のミリグラムとして表現する。本開示において特に具体的に記載のない限り、微生物細胞中および微生物油中の総脂質に対する所与の脂肪酸のパーセントへの参照は、%TFAとしての脂肪酸の濃度と等価である(例えば、総脂質の%EPAは、EPA%TFAと等価である)。   The concentration of fatty acids in the total lipid is expressed herein as weight percent of TFA (% TFA), eg, milligrams of a given fatty acid per 100 milligrams of TFA. Unless otherwise specifically stated in this disclosure, a reference to the percentage of a given fatty acid relative to total lipids in microbial cells and microbial oils is equivalent to the concentration of fatty acids as% TFA (eg, total lipids % EPA is equivalent to EPA% TFA).

油濃縮物中の脂肪酸エステルの濃度(および/または脂肪酸および/またはトリグリセリド、それぞれ)は、油の重量パーセント[「%油」]、例えば、油濃縮物100ミリグラム当たりの所与の脂肪酸エステル(および/または脂肪酸および/またはトリグリセリド、それぞれ)のミリグラムとして表現する。この計測単位を使用して例えばEPA濃縮物中のEPAの濃度を記載する。   The concentration of fatty acid ester (and / or fatty acid and / or triglyceride, respectively) in the oil concentrate is the weight percent ["% oil"] of the oil, eg, a given fatty acid ester (and per 100 milligrams of oil concentrate (and (Or fatty acids and / or triglycerides, respectively). This unit of measure is used to describe, for example, the concentration of EPA in the EPA concentrate.

場合によっては、細胞中の所与の脂肪酸含有率をその乾燥細胞重量の重量パーセント(%DCW)として表現することが有用である。したがって例えばエイコサペンタエン酸%DCWは、以下の式に従って求められる:(エイコサペンタエン酸%TFA)(TFA%DCW)]/100。しかしながら、乾燥細胞重量の重量パーセント(%DCW)としての細胞中の所与の脂肪酸含有率は、以下のとおり近似させることができる:
(エイコサペンタエン酸%TFA)(FAME%DCW)]/100。
In some cases, it is useful to express a given fatty acid content in a cell as a weight percent (% DCW) of its dry cell weight. Thus, for example, eicosapentaenoic acid% DCW is determined according to the following formula: (eicosapentaenoic acid% TFA) * (TFA% DCW)] / 100. However, a given fatty acid content in cells as a weight percent (% DCW) of dry cell weight can be approximated as follows:
(Eicosapentaenoic acid% TFA) * (FAME% DCW)] / 100.

「脂質プロファイル」および「脂質組成」という用語は同義であり、特定の脂質画分、例えば総脂質中または油中などに含有される個々の脂肪酸の量を指し、その量はTFAの重量パーセントとして表現される。混合物中に存在する個々の脂肪酸の総和は、100になるべきである。   The terms “lipid profile” and “lipid composition” are synonymous and refer to the amount of individual fatty acids contained in a particular lipid fraction, such as in total lipids or oils, the amount as a weight percent of TFA. Expressed. The sum of the individual fatty acids present in the mixture should be 100.

用語「脂肪酸」は、変動する約C12からC22の鎖長の長鎖脂肪酸(アルカン酸)を指すが、鎖長のより長い酸およびより短い酸の両方も公知である。優勢な鎖長は、C16からC22の間である。脂肪酸の構造は「X:Y」(式中、Xは特定の脂肪酸中の炭素[「C」]原子の総数であり、Yは二重結合の数である)の簡易表記体系により表される。「飽和脂肪酸」と「不飽和脂肪酸」、「一価不飽和脂肪酸」と「多価不飽和脂肪酸」(PUFA)、および「ω−6脂肪酸」(「ω−6」または「n−6」)と「ω−3脂肪酸」(「ω−3」または「n−3」)の区別に関する追加的詳細は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第7,238,482号明細書に提供されている。 The term “fatty acid” refers to varying long chain fatty acids (alkanoic acids) of about C 12 to C 22 chain length, but both longer and shorter chain acids are also known. The predominant chain lengths are between C 16 of C 22. The structure of the fatty acid is represented by a simplified notation system of “X: Y” (where X is the total number of carbon [“C”] atoms in the specific fatty acid and Y is the number of double bonds). . “Saturated fatty acids” and “unsaturated fatty acids”, “monounsaturated fatty acids” and “polyunsaturated fatty acids” (PUFA), and “ω-6 fatty acids” (“ω-6” or “n-6”) Additional details regarding the distinction between “ω-3 fatty acids” and “ω-3” or “n-3” are provided in US Pat. No. 7,238,482, incorporated herein by reference. ing.

本明細書でPUFAを記載するために使用される命名法を表4に示す。「略記法」と題された欄ではω−基準系を使用して、炭素数、二重結合数、この目的で1番目であるω炭素から数えたω炭素に最も近い二重結合の位置を示す。表の残りは、ω−3およびω−6脂肪酸ならびにそれらの前駆体の一般名、明細書全体を通じて使用される略語、ならびにそれぞれの化合物の化学名をまとめる。   The nomenclature used to describe PUFA herein is shown in Table 4. In the column entitled “abbreviation”, the ω-reference system is used to determine the number of carbons, the number of double bonds, and the position of the double bond closest to the ω carbon counted from the first ω carbon for this purpose. Show. The rest of the table summarizes the common names of omega-3 and omega-6 fatty acids and their precursors, abbreviations used throughout the specification, and the chemical names of the respective compounds.

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本開示において使用されるEPA、DHA、NDPAおよびHPAという用語は、それぞれ、特に具体的に言及のない限り、それぞれの酸または酸の誘導体(例えば、グリセリド、エステル、リン脂質、アミド、ラクトン、塩など)を指す。例えば、「EPA−EE」は、具体的には、EPAエチルエステルを指す。   As used in this disclosure, the terms EPA, DHA, NDPA and HPA each refer to their respective acids or acid derivatives (eg, glycerides, esters, phospholipids, amides, lactones, salts, unless specifically stated otherwise) Etc.). For example, “EPA-EE” specifically refers to EPA ethyl ester.

NDPAおよびHPAは、一般に魚油中に見出される。魚油から生成される濃縮EPAは、最終EPA組成物中の不純物としてそれらの脂肪酸を含有することが多い(例えば、米国特許出願公開第2010−0278879号明細書および国際公開第2010/147994A1号パンフレット参照)。   NDPA and HPA are commonly found in fish oil. Concentrated EPA produced from fish oil often contains those fatty acids as impurities in the final EPA composition (see, for example, US 2010-0278879 and WO 2010/147994 A1). ).

「実質的にDHAを含まない」という用語は、約0.05重量パーセント以下のDHAを含むことを意味する。したがって、EPA濃縮物は、DHA(遊離脂肪酸、トリアシルグリセロール、エステルおよびそれらの組合せの形態)の濃度が、油の重量%として計測して約0.05重量%以下のDHAである場合、実質的にDHAを含まない。同様に、微生物油は、DHAの濃度が、TFAの重量%として計測して約0.05重量%以下のDHAである場合、実質的にDHA(遊離脂肪酸、トリアシルグリセロール、エステル、およびそれらの組合せの形態)を含まない。   The term “substantially free of DHA” is meant to include about 0.05 weight percent or less of DHA. Thus, an EPA concentrate is substantially when the concentration of DHA (in the form of free fatty acids, triacylglycerols, esters and combinations thereof) is less than about 0.05% by weight of DHA, measured as the weight percent of oil. DHA is not included. Similarly, microbial oils are substantially DHA (free fatty acids, triacylglycerols, esters, and their) when the concentration of DHA is less than about 0.05% by weight of DHA, measured as the weight percent of TFA. Does not include combination form.

「実質的にNDPAを含まない」および「実質的にHPAを含まない」という用語は、「実質的にDHAを含まない」という用語について上記に提供される定義と同等であるが、脂肪酸NDPAまたはHPAが、それぞれ、DHAに代えて用いられる。   The terms “substantially free of NDPA” and “substantially free of HPA” are equivalent to the definitions provided above for the term “substantially free of DHA”, but with the fatty acid NDPA or HPA is used instead of DHA, respectively.

「高レベルPUFA生成」という用語は、微生物宿主の総脂質の少なくとも約25%のPUFA、好ましくは、総脂質の少なくとも約30%のPUFA、より好ましくは、総脂質の少なくとも約35%のPUFA、より好ましくは、総脂質の少なくとも約40%のPUFA、より好ましくは、総脂質の少なくとも約40〜45%のPUFA、より好ましくは、総脂質の少なくとも約45〜50%のPUFA、より好ましくは、少なくとも約50〜60%のPUFA、最も好ましくは、総脂質の少なくとも約60〜70%のPUFAの生成を指す。PUFAの構造形態は限定的でなく;したがって例えばPUFAは、FFAとして、またはエステル化形態、例えばアシルグリセロール、リン脂質、硫脂質または糖脂質で総脂質中に存在し得る。   The term “high level PUFA production” refers to a PUFA of at least about 25% of the total lipid of the microbial host, preferably a PUFA of at least about 30% of the total lipid, more preferably a PUFA of at least about 35% of the total lipid. More preferably, at least about 40% PUFA of total lipid, more preferably at least about 40-45% PUFA of total lipid, more preferably at least about 45-50% PUFA of total lipid, more preferably It refers to the production of at least about 50-60% PUFA, most preferably at least about 60-70% PUFA of total lipids. The structural form of PUFA is not limited; thus, for example, PUFA can be present in the total lipid as FFA or in an esterified form, such as acylglycerol, phospholipid, sulfur lipid or glycolipid.

「含油微生物」という用語は、微生物油を生成し得る微生物を指す。したがって、含油微生物は、酵母、藻類、ユーグレナ類、ストラメノパイル、菌類、またはそれらの組合せであり得る。好ましい実施形態において、含油微生物は油性である。   The term “oil-containing microorganism” refers to a microorganism capable of producing microbial oil. Thus, the oleaginous microorganism can be a yeast, algae, Euglena, stramenopile, fungi, or a combination thereof. In a preferred embodiment, the oleaginous microorganism is oleaginous.

「油性」という用語は、それらのエネルギー源を油の形態で貯蔵する傾向がある生物を指す(Weete,In:Fungal Lipid Biochemistry,2ndEd.,Plenum,1980)。一般に、油性微生物の細胞油はS字形曲線に従い、脂質の濃度は対数後期または初期静止期においてそれが最大に達するまで増加し、次に後期静止期および死滅期中に徐々に減少する(Yongmanitchai and Ward,Appl.Environ.Microbiol.,57:419−25(1991))。油性微生物がそれらの乾燥細胞重量の約25%を超えて、油として蓄積することは珍しくない。 The term "oleaginous" refers to those energy sources refers to those organisms that tend to store in the form of an oil (Weete, In:. Fungal Lipid Biochemistry, 2 nd Ed, Plenum, 1980). In general, oleaginous cell oils follow a sigmoidal curve, where lipid concentration increases until it reaches a maximum in late logarithmic or early stationary phase, and then gradually decreases during late stationary phase and death (Yongmantkai and Ward) , Appl. Environ. Microbiol., 57: 419-25 (1991)). It is not uncommon for oleaginous microorganisms to accumulate as oil in excess of about 25% of their dry cell weight.

油性生物の例には、限定されるものではないが、モルティエラ(Mortierella)、スラウストキトリウム(Thraustochytrium)、シゾキトリウム(Schizochytrium)、ヤロウィア(Yarrowia)、カンジダ(Candida)、ロドトルラ(Rhodotorula)、ロドスポリジウム(Rhodosporidium)、クリプトコッカス(Cryptococcus)、トリコスポロン(Trichosporon)、およびリポマイセス(Lipomyces)からなる群から選択される属の生物が含まれる。   Examples of oleaginous organisms include, but are not limited to, Mortierella, Thraustochytrium, Schizochytrium, Yarrowia, Candida, Rhodola, Rhodolo Included are organisms of the genus selected from the group consisting of (Rhodosporium), Cryptococcus, Trichosporon, and Lipomyces.

「油性酵母」という用語は、油を生成し得る酵母に分類される油性微生物を指す。油性酵母の例には、決して限定されるものではないが、以下の属:ヤロウィア(Yarrowia)、カンジダ(Candida)、ロドトルラ(Rhodotorula)、ロドスポリジウム(Rhodosporidium)、クリプトコッカス(Cryptococcus)、トリコスポロン(Trichosporon)およびリポマイセス(Lipomyces)が含まれる。   The term “oleaginous yeast” refers to oleaginous microorganisms classified as yeasts capable of producing oil. Examples of oleaginous yeast include, but are in no way limited to the following genera: Yarrowia, Candida, Rhodotorula, Rhodosporidium, Cryptococcus, Trichosporon (Trichosporon) ) And Lipomyces.

本明細書において使用される「医薬」という用語は、合衆国で販売されている場合、連邦食品・医薬品・化粧品法(Federal Food,Drug and Cosmetic Act)のセクション503または505により管理される化合物または物質を意味する。   As used herein, the term “medicine” refers to a compound or substance controlled by Section 503 or 505 of the Federal Food, Drug and Cosmetic Act, when sold in the United States. Means.

「実質的に環境汚染物質を含まない」という用語は、油濃縮物またはEPA濃縮物がそれぞれ、環境汚染物質を含まず、または多くとも微量のみの環境汚染物質を含むことを意味し、それらには、化合物、例えばポリ塩化ビフェニル[「PCB」](CAS番号1336−36−3)、ジオキシン、臭素化難燃剤および殺虫剤(例えば、トクサフェンおよびジクロロジフェニルトリクロロエタン[「DDT」]およびその代謝物質)が含まれる。   The term “substantially free of environmental pollutants” means that the oil concentrate or EPA concentrate respectively contains no environmental pollutants or at most only trace amounts of environmental pollutants. Are compounds such as polychlorinated biphenyls [“PCB”] (CAS number 1336-36-3), dioxins, brominated flame retardants and insecticides (eg, toxaphene and dichlorodiphenyltrichloroethane [“DDT”] and its metabolites) Is included.

一般に、油性微生物中の脂質蓄積は、成長培地内に存在する全炭素対窒素比に応答して誘発される。油性微生物中で遊離パルミテート(16:0)のデノボ合成をもたらすこのプロセスについては、米国特許第7,238,482号明細書において詳述されている。パルミテートは、エロンガーゼおよびデサチュラーゼの作用を介して形成される、鎖長のより長い飽和および不飽和脂肪酸誘導体の前駆体である。   In general, lipid accumulation in oleaginous microorganisms is induced in response to the total carbon to nitrogen ratio present in the growth medium. This process leading to de novo synthesis of free palmitate (16: 0) in oleaginous microorganisms is described in detail in US Pat. No. 7,238,482. Palmitate is a precursor of longer chain saturated and unsaturated fatty acid derivatives formed through the action of elongases and desaturases.

広範な脂肪酸(飽和および不飽和脂肪酸ならびに短鎖および長鎖脂肪酸を含む)を、脂肪酸についての一次貯蔵単位であるTAG中に取り込むことができる。本明細書に記載の含油微生物において、TAG中への長鎖PUFAの取り込みが最も望ましいが、PUFAの構造的形態は限定されない(したがって、例えば、EPAが総脂質中でFFAとして、またはエステル化形態、例えばアシルグリセロール、リン脂質、スルホ脂質または糖脂質で存在し得る)。より具体的には、一実施形態において、含油微生物は、LA、GLA、EDA、DGLA、ARA、DTA、DPAn−6、ALA、STA、ETrA、ETA、EPA、DPAn−3、DHAおよびそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つのPUFAを生成する。より好ましくは、少なくとも1つのPUFAは、少なくともC20鎖長、例えば、EDA、DGLA、ARA、DTA、DPAn−6、ETrA、ETA、EPA、DPAn−3、DHA、およびそれらの混合物からなる群から選択されるPUFAを有する。 A wide range of fatty acids (including saturated and unsaturated fatty acids and short and long chain fatty acids) can be incorporated into TAG, the primary storage unit for fatty acids. In the oleophilic microorganisms described herein, incorporation of long chain PUFAs into TAG is most desirable, but the structural form of PUFA is not limited (eg, EPA as FFA in total lipids or esterified form) For example, acyl glycerol, phospholipids, sulpholipids or glycolipids). More specifically, in one embodiment, the oleaginous microorganism is LA, GLA, EDA, DGLA, ARA, DTA, DPAn-6, ALA, STA, ETrA, ETA, EPA, DPAn-3, DHA and mixtures thereof. Generating at least one PUFA selected from the group consisting of: More preferably, at least one PUFA is at least C 20 chain length, for example, EDA, DGLA, ARA, DTA , DPAn-6, ETrA, ETA, EPA, from DPAn-3, DHA, and mixtures thereof Have the PUFA selected.

一実施形態において、少なくとも1つのPUFAは、ARA、EPA、DPAn−6、DPAn−3、DHAおよびそれらの混合物からなる群から選択される。別の好ましい実施形態において、少なくとも1つのPUFAは、EPAおよびDHAからなる群から選択される。   In one embodiment, the at least one PUFA is selected from the group consisting of ARA, EPA, DPAn-6, DPAn-3, DHA and mixtures thereof. In another preferred embodiment, the at least one PUFA is selected from the group consisting of EPA and DHA.

ほとんどのPUFAは中性脂肪としてTAG中に取り込まれて脂肪体中に貯蔵される。しかしながら、油性生物中の総PUFAの計測は、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミンおよびTAG画分中に局在するPUFAを最低限含むべきであることに留意することが重要である。   Most PUFAs are incorporated into TAG as neutral fat and stored in the fat body. However, it is important to note that the total PUFA measurement in oily organisms should minimally include phosphatidylcholine, phosphatidylethanolamine and PUFAs localized in the TAG fraction.

本発明は、
(a)ある水分レベルを有し、含油微生物を含む微生物バイオマスをペレット化すること;
(b)工程(a)のペレット化された微生物バイオマスを抽出して抽出油を生成すること;および
(c)工程(b)の抽出油を、短行程蒸留条件下で少なくとも1回蒸留すること
を含み、前記蒸留が、蒸留物画分および脂質含有画分を生成する方法に関する。
The present invention
(A) pelletizing microbial biomass having a certain moisture level and containing oil-bearing microorganisms;
(B) extracting the pelleted microbial biomass of step (a) to produce an extracted oil; and (c) distilling the extracted oil of step (b) at least once under short path distillation conditions. Wherein the distillation produces a distillate fraction and a lipid-containing fraction.

別の実施形態において、上記方法は、以下の工程:
(d)工程(c)の脂質含有画分をエステル交換すること;および
(e)工程(d)のエステル交換された脂質含有画分を富化して油濃縮物を得ること
をさらに含み得る。
In another embodiment, the method comprises the following steps:
(D) transesterifying the lipid-containing fraction of step (c); and (e) enriching the transesterified lipid-containing fraction of step (d) to obtain an oil concentrate.

本発明は、ペレット化微生物バイオマスから脂質含有画分または油濃縮物を得る方法に関するが、含油微生物自体を得るために有用であり得る関連方法も図5の概略図に記載する。図5の態様のそれぞれは、以下により詳細に考察し、図中の太字は図5の規定部分を指す。   Although the present invention relates to a method for obtaining a lipid-containing fraction or oil concentrate from pelleted microbial biomass, a related method that may be useful for obtaining the oil-containing microorganism itself is also described in the schematic diagram of FIG. Each of the aspects of FIG. 5 will be discussed in more detail below, with bold in the figure referring to the defining portion of FIG.

含油微生物は、微生物が典型的には微生物発酵を介して成長および繁殖するにつれて微生物バイオマスを生成する。微生物バイオマスは、天然または組換え(「遺伝子操作」)に関わらず、微生物油を生成し得る任意の微生物からのものであり得る。したがって、例えば、含油微生物は、酵母、藻類、ユーグレナ類、ストラメノパイル、菌類、およびそれらの混合物からなる群から選択することができる。好ましくは、微生物は、微生物油内の高レベルPUFA生成が可能である。   Oil-bearing microorganisms produce microbial biomass as they grow and propagate, typically through microbial fermentation. Microbial biomass can be from any microorganism that can produce microbial oil, whether natural or recombinant (“gene engineering”). Thus, for example, the oil-bearing microorganism can be selected from the group consisting of yeast, algae, Euglena, stramenopile, fungi, and mixtures thereof. Preferably, the microorganism is capable of high level PUFA production in microbial oil.

例としてARA油の商業的供給源は、典型的には、モルティエラ(Mortierella)属(糸状菌)、ハエカビ(Entomophthora)属、ピシウム(Pythium)属およびチノリモ(Porphyridium)属(紅藻)の微生物から生成される。最も注目すべきことに、Martek Biosciences Corporation(Columbia,MD)はARA含有真菌油(ARASCO(登録商標);米国特許第5,658,767号明細書)を生成し、これは実質的にEPAを含まず、モルティエラ・アルピナ(Mortierella alpina)またはピシウム・インシジオスム(Pythium insidiuosum)のいずれかに由来する。   By way of example, commercial sources of ARA oils are typically from microorganisms of the genus Mortierella (filamentous fungi), the genus Entomophthora, the genus Pythium and the genus Porphyridium (red algae). Generated. Most notably, Martek Biosciences Corporation (Columbia, MD) produces an ARA-containing fungal oil (ARASCO®; US Pat. No. 5,658,767), which substantially produces EPA. It is not included and is derived from either Mortierella alpina or Pythium insidiosum.

同様に、EPAは、利用される規定の微生物の天然能力に基づく多数の異なる方法を介して、微生物を利用して生成することができる[例えば、従属栄養珪藻キクロテラ(Cyclotella)種およびニッチア(Nitzschia)種(米国特許第5,244,921号明細書);シュードモナス(Pseudomonas)種、アルテロモナス(Alteromonas)種またはシュワネラ(Shewanella)種(米国特許第5,246,841号明細書);ピシウム(Pythium)属の糸状菌(米国特許第5,246,842号明細書);またはモルティエラ・エロンガータ(Mortierella elongata)、M.エクシグア(M.exigua)、またはM.ハイグロフィラ(M.hygrophila)(米国特許第5,401,646号明細書);およびナンノクロロプシス(Nannochloropsis)属の真正眼点藻(Krienitz,L.and M.Wirth,Limnologica,36:204−210(2006))]。   Similarly, EPA can be produced utilizing microorganisms through a number of different methods based on the natural capacity of the defined microorganism being utilized [eg, heterotrophic diatom Cycloterra species and Nitzschia. ) Species (US Pat. No. 5,244,921); Pseudomonas sp., Alteromonas sp. Or Shewanella sp. (US Pat. No. 5,246,841); Pythium ) Fungi (US Pat. No. 5,246,842); or Mortierella elongata, M. et al. M. exigua, or M. Hygrophila (US Pat. No. 5,401,646); and Nannochloropsis spp. Krienitz, L. and M. Wirt, Limnologica, 36: 204-210 (2006))].

DHAも、天然微生物の天然能力に基づく方法を使用して生成することができる。例えばシゾキトリウム(Schizochytrium)種(米国特許第5,340,742号明細書;米国特許第6,582,941号明細書);ウルケニア(Ulkenia)(米国特許第6,509,178号明細書);シュードモナス(Pseudomonas)種YS−180(米国特許第6,207,441号明細書);スラウストキトリウム(Thraustochytrium)属LFF1株(米国特許出願公開第2004/0161831A1号明細書);クリプテコジニウム・コーニイ(Crypthecodinium cohnii)(米国特許出願公開第2004/0072330A1号明細書;deSwaaf,M.E.et al.BiotechnolBioeng.,81(6):666−672(2003)およびAppl Microbiol Biotechnol.,61(1):40−43(2003));エミリアニア(Emiliania)種(特開平5−308978号公報(1993));およびジャポノキトリウム(Japonochytrium)種(ATCC#28207;特開199588/1989号公報]について開発された方法参照。さらに以下の微生物がDHA生成能を有することが公知である:ビブリオ・マリヌス(Vibrio marinus)(深海から単離された細菌;ATCC#15381);微小藻類キクロテラ・クリプティカ(Cyclotella cryptica)およびイソクリシス・ガルバナ(Isochrysis galbana);ならびに鞭毛菌類、例えばスラウストキトリウム・アウレウム(Thraustochytrium aureum)(ATCC#34304;Kendrick,Lipids,27:15(1992))およびATCC#28211、ATCC#20890、およびATCC#20891と称されるスラウストキトリウム(Thraustochytrium)種。現在、DHAを商業生成する少なくとも3つの異なる発酵法が存在する:DHASCO(商標)を生成するためのC.コーニイ(C.cohnii)の発酵(Martek Biosciences Corporation,Columbia,MD);以前にDHAGoldとして公知の油を生成するためのシゾキトリウム(Schizochytrium)種の発酵(Martek Biosciences Corporation);およびDHActive(商標)を生成するためのウルケニア(Ulkenia)種の発酵(Nutrinova,Frankfurt,Germany)。   DHA can also be produced using methods based on the natural ability of natural microorganisms. For example, Schizochytrium species (US Pat. No. 5,340,742; US Pat. No. 6,582,941); Ulkenia (US Pat. No. 6,509,178); Pseudomonas sp. YS-180 (US Pat. No. 6,207,441); Thraustochytrium genus LFF1 (US Patent Publication No. 2004/0161831 A1); Crypthecodinium (U.S. Patent Application Publication No. 2004 / 0072330A1; deSwaaf, ME et al. Biotechnol Bioeng., 81 (6): 666-672 (200) 3) and Appl Microbiol Biotechnol., 61 (1): 40-43 (2003)); Emiliaia species (Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-308978 (1993)); and Japonochytrium species (ATCC #) 28207; JP-A-199588 / 1989], and the following microorganisms are known to have the ability to produce DHA: Vibrio marinus (bacteria isolated from the deep sea; ATCC # 15381); microalgae Cycloterra cryptica and Isochrysis galvana; and flagellates such as Thraustokitori Thraustochytrium species referred to as Thraustochytrium aureum (ATCC # 34304; Kendrick, Lipids, 27:15 (1992)) and ATCC # 28211, ATCC # 20890, and ATCC # 20891. There are at least three different fermentation methods for commercial production of DHA: C. cohnii fermentation to produce DHASCO ™ (Martek Biosciences Corporation, Columbia, MD); previously known as DHAGold Fermentation of Schizochytrium species to produce oil (Martek Biosciences Co ); and fermentation of the Ulkenia species to produce DHActive ™ (Nutrinova, Frankfurt, Germany).

組換え手段を使用する微生物油中のPUFAの微生物生成は、天然微生物源からの生成と比べて、いくつかの利点を有することが予期される。例えば、宿主中への新しい生合成経路の導入により、および/また不所望な経路の抑制により宿主の天然の微生物脂肪酸プロファイルを変えることができ、それにより所望のPUFA(またはそのコンジュゲート形態)の生成レベルの増加および不所望なPUFAの生成の減少がもたらされるため、油生成に好ましい特徴を有する組換え微生物を使用し得る。第2に組換え微生物は、規定の用途を有し得る特定形態でPUFAを提供し得る。さらに培養条件を制御することにより、とりわけ微生物により発現される酵素のための特定基質源を提供することにより、または化合物/遺伝子操作を付加して不所望な生化学的経路を抑制することにより、微生物油生成を操作することができる。したがって、例えば、こうして生成されるω−3脂肪酸とω−6脂肪酸との比を改変し、または他のPUFAの下流もしくは上流生成物の顕著な蓄積なしに、規定のPUFA(例えばEPA)の生成を遺伝子操作することが可能である。   Microbial production of PUFAs in microbial oils using recombinant means is expected to have several advantages over production from natural microbial sources. For example, the host's natural microbial fatty acid profile can be altered by the introduction of new biosynthetic pathways into the host and / or by suppression of undesired pathways, thereby allowing the desired PUFA (or its conjugated form) to Recombinant microorganisms with favorable characteristics for oil production can be used because they result in increased levels of production and decreased production of unwanted PUFAs. Second, the recombinant microorganism can provide PUFA in a specific form that may have a defined use. By further controlling the culture conditions, in particular by providing a specific substrate source for enzymes expressed by microorganisms, or by adding compound / genetic manipulation to suppress unwanted biochemical pathways, Microbial oil production can be manipulated. Thus, for example, the production of defined PUFAs (eg EPA) without altering the ratio of ω-3 and ω-6 fatty acids thus produced or significant accumulation of downstream or upstream products of other PUFAs Can be genetically manipulated.

したがって、例えば、適切なPUFA生合成経路遺伝子、例えばδ−4デサチュラーゼ、δ−5デサチュラーゼ、δ−6デサチュラーゼ、δ−12デサチュラーゼ、δ−15デサチュラーゼ、δ−17デサチュラーゼ、δ−9デサチュラーゼ、δ−8デサチュラーゼ、δ−9エロンガーゼ、C14/16エロンガーゼ、C16/18エロンガーゼ、C18/20エロンガーゼおよびC20/22エロンガーゼの規定の組合せを導入することにより、EPAを生成する天然能力を欠く微生物を遺伝子操作してPUFA生合成経路を発現させることができるが、導入される規定の酵素(およびそれらの酵素をコードする遺伝子)は、本発明を決して限定するものではないと認識されるべきである。 Thus, for example, suitable PUFA biosynthetic pathway genes such as δ-4 desaturase, δ-5 desaturase, δ-6 desaturase, δ-12 desaturase, δ-15 desaturase, δ-17 desaturase, δ-9 desaturase, δ- 8 desaturase, [delta]-9 elongase, C 14/16 elongase, C 16/18 elongase, by introducing a defined combination of C 18/20 elongase and C 20/22 elongase, a microorganism lacking the natural ability to produce EPA Can be engineered to express the PUFA biosynthetic pathway, but the specific enzymes introduced (and the genes encoding those enzymes) should not be recognized as limiting the invention in any way. is there.

例として、いくつかの酵母が、少なくとも1つのPUFAを生成するように組換え遺伝子操作されている。例えば、サッカロミセス・セレヴィシエ(Saccharomyces cerevisiae)(Dyer,J.M.et al.,Appl.Envi.Microbiol.,59:224−230(2002);Domergue,F.et al.,Eur.J.Biochem.,269:4105−4113(2002);米国特許第6,136,574号明細書;米国特許出願公開第2006−0051847−A1号明細書)および油性酵母ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)(米国特許第7,238,482号明細書;米国特許第7,465,564号明細書;米国特許第7,588,931号明細書;米国特許第7,932,077号明細書;米国特許第7,550,286号明細書;米国特許出願公開第2009−0093543−A1号明細書;米国特許出願公開第2010−0317072−A1号明細書)における研究参照。   As an example, some yeasts have been genetically engineered to produce at least one PUFA. For example, Saccharomyces cerevisiae (Dyer, JM et al., Appl. Envi. Microbiol., 59: 224-230 (2002); Domergue, F. et al., Eur. J. Biochem. 269: 4105-4113 (2002); U.S. Patent No. 6,136,574; U.S. Patent Application Publication No. 2006-0051847-A1) and oily yeast Yarrowia lipolytica (U.S. Patent No. No. 7,238,482; U.S. Pat. No. 7,465,564; U.S. Pat. No. 7,588,931; U.S. Pat. No. 7,932,077; U.S. Pat. No. 550,286 ; Study reference in U.S. Patent Application Publication No. 2010-0317072-A1); U.S. Patent Application Publication No. 2009-0093543-A1 Pat.

一部の実施形態において、微生物宿主細胞が油性である場合に利点が認識される。油性酵母は天然で油合成および蓄積が可能であり、総油含有率は、細胞乾燥重量の約25%を超えて、より好ましくは、細胞乾燥重量の約30%を超えて、最も好ましくは、細胞乾燥重量の約40%を超えて構成し得る。代替実施形態において、例えば酵母、例えばサッカロミセス・セレヴィシエ(Saccharomyces cerevisiae)などの非油性酵母を、細胞乾燥重量の25%を超える油を生成し得るように、それを遺伝子操作して油性にすることができる(国際公開第2006/102342号パンフレット)。   In some embodiments, benefits are recognized when the microbial host cell is oily. The oleaginous yeast is naturally capable of oil synthesis and accumulation, and the total oil content is greater than about 25% of the cell dry weight, more preferably greater than about 30% of the cell dry weight, most preferably It may comprise more than about 40% of the cell dry weight. In an alternative embodiment, for example, a yeast, for example a non-oleaginous yeast such as Saccharomyces cerevisiae, may be genetically engineered to make it oily so that it can produce more than 25% of the cell dry weight. Yes (International Publication No. 2006/102342 pamphlet).

典型的に油性酵母として同定される属には、限定されるものではないが、ヤロウィア(Yarrowia)、カンジダ(Candida)、ロドトルラ(Rhodotorula)、ロドスポリジウム(Rhodosporidium)、クリプトコッカス(Cryptococcus)、トリコスポロン(Trichosporon)およびリポマイセス(Lipomyces)が含まれる。より具体的には、例証的な油合成酵母には、ロドスポリジウム・トルロイデス(Rhodosporidium toruloides)、リポマイセス・スターケイ(Lipomyces starkeyii)、L.リポフェラス(L.lipoferus)、カンジダ・レブカウフィ(Candida revkaufi)、C.プリケリーマ(C.pulcherrima)、C.トロピカリス(C.tropicalis)、C.ユチリス(C.utilis)、トリコスポロン・プランズ(Trichosporon pullans)、T.クタネウム(T.cutaneum)、ロドトルラ・グルチヌス(Rhodotorula glutinus)、R.グラミニス(R.graminis)、およびヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)(以前はカンジダ・リポリティカ(Candida lipolytica)に分類された)が含まれる。   The genus typically identified as oleaginous yeast includes, but is not limited to, Yarrowia, Candida, Rhodotorula, Rhodosporium, Cryptococcus, Trichospolone ( Trichosporon and Lipomyces are included. More specifically, exemplary oil-synthesizing yeasts include Rhodosporidium toruloides, Lipomyces starkeyii, L. et al. L. lipoferus, Candida revkaufi, C.I. C. pulcherrima, C.I. C. tropicalis, C.I. C. utilis, Trichosporon pullans, T. T. cutaneum, Rhodotorula glutinus, R. R. graminis, and Yarrowia lipolytica (previously classified as Candida lipolytica).

最も好ましいのは、油性酵母ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)であり;さらなる実施形態において、最も好ましいのはATCC#20362、ATCC#8862、ATCC#18944、ATCC#76982および/またはLGAMS(7)1と称されるY.リポリティカ(Y.lipolytica)株である(Papanikolaou S.,and Aggelis G.,Bioresour.Technol.82(1):43−49(2002))。   Most preferred is the oleaginous yeast Yarrowia lipolytica; in a further embodiment, most preferred are ATCC # 20362, ATCC # 8862, ATCC # 18944, ATCC # 76982 and / or LGAMS (7) 1 and Y. It is a lipolytica strain (Papanikolouou S., and Aggelis G., Bioresource. Technol. 82 (1): 43-49 (2002)).

一部の実施形態において、油性酵母は「高レベルPUFA生成」が可能であることが望ましいことがあり、生物は総脂質の少なくとも約5〜10%の所望のPUFA(すなわち、LA、ALA、EDA、GLA、STA、ETrA、DGLA、ETA、ARA、DPAn−6、EPA、DPAn−3および/またはDHA)を生成し得る。より好ましくは、油性酵母は、総脂質の少なくとも約10〜70%の所望のPUFAを生成する。PUFAの構造形態は限定的でないが、好ましくは、TAGはPUFAを含む。   In some embodiments, it may be desirable that the oleaginous yeast is capable of “high level PUFA production” and the organism has at least about 5-10% of the desired PUFA (ie, LA, ALA, EDA) of total lipids. , GLA, STA, ETrA, DGLA, ETA, ARA, DPAn-6, EPA, DPAn-3 and / or DHA). More preferably, the oleaginous yeast produces the desired PUFA of at least about 10-70% of the total lipid. The structural form of the PUFA is not limited, but preferably the TAG includes PUFA.

したがって、本明細書に記載のPUFA生合成経路遺伝子、および遺伝子産物は、野生型微生物宿主細胞中または異種微生物宿主細胞中、特に油性酵母細胞(例えばヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica))中で生成することができる。組換え微生物宿主中における発現は、種々のPUFA経路中間体を生成するのに、または従来は宿主を使用して可能でなかった新しい生成物を合成するために宿主中に既存のPUFA経路をモジュレートするのに、有用であり得る。   Accordingly, the PUFA biosynthetic pathway genes and gene products described herein are produced in wild-type or heterologous microbial host cells, particularly oleaginous yeast cells (eg, Yarrowia lipolytica). be able to. Expression in a recombinant microbial host modulates an existing PUFA pathway in the host to produce various PUFA pathway intermediates or to synthesize new products that were not previously possible using the host. It can be useful to rate.

上記に提供される引用教示に基づき、好ましいω−3/ω−6PUFA生成のために多数の油性酵母を遺伝子操作することができるが、油性酵母の代表的PUFA生成株であるヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)について表5に記載する。これらの株は、以下のPUFA生合成経路遺伝子:δ−4デサチュラーゼ、δ−5デサチュラーゼ、δ−6デサチュラーゼ、δ−12デサチュラーゼ、δ−15デサチュラーゼ、δ−17デサチュラーゼ、δ−9デサチュラーゼ、δ−8デサチュラーゼ、δ−9エロンガーゼ、C14/16エロンガーゼ、C16/18エロンガーゼ、C18/2
エロンガーゼ、およびC20/22エロンガーゼの種々の組合せを有するが、導入される規定の酵素(およびそれらの酵素をコードする遺伝子)および生成される規定のPUFAは、決して本発明を限定するものではないことが認識されるべきである。
Although many oleaginous yeasts can be genetically engineered for preferred ω-3 / ω-6 PUFA production based on the cited teaching provided above, the typical PUFA producing strain of oleaginous yeast, Yarrowia lipolytica (Yarlowia) Lipolytica) is described in Table 5. These strains include the following PUFA biosynthetic pathway genes: δ-4 desaturase, δ-5 desaturase, δ-6 desaturase, δ-12 desaturase, δ-15 desaturase, δ-17 desaturase, δ-9 desaturase, δ- 8 desaturase, δ-9 elongase, C 14/16 elongase, C 16/18 elongase, C 18/2
0 elongases, and various combinations of C 20/22 elongases, but the specific enzymes introduced (and the genes that encode them) and the specific PUFAs that are produced are in no way limiting the invention It should be recognized that there is no.

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PUFA生合成経路を油性酵母中に導入する手段は周知であるため、当業者は、本発明の方法論が、上記のヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)株にも、本発明が実証される種(すなわちヤロウィア・リポリティカ(Yarrow
ia lipolytica))または属(すなわちヤロウィア(Yarrowia))にも限定されないことを認識する。それよりむしろ、微生物油(好ましくは、PUFA、例えば、LA、GLA、EDA、DGLA、ARA、DTA、DPAn−6、ALA、STA、ETrA、ETA、EPA、DPAn−3、DHAを含む)を生成し得る任意の油性酵母または任意の他の好適な微生物が、実施例26に実証されるとおり本方法論において使用するのに同等に好適である(しかし、取り扱われるそれぞれの新たな微生物について、例えば、それぞれの含油微生物の細胞壁組成の差異に基づき一部のプロセス最適化が要求され得る)。
Since means for introducing the PUFA biosynthetic pathway into oleaginous yeast are well known, those skilled in the art will recognize that the methodology of the present invention is also demonstrated in the Yarrowia lipolytica strains described above (ie Yarrowia Lipitica
ia lipolytica)) or genus (ie Yarrowia). Rather, it produces microbial oils (preferably including PUFAs, eg LA, GLA, EDA, DGLA, ARA, DTA, DPAn-6, ALA, STA, ETrA, ETA, EPA, DPAn-3, DHA) Any oleaginous yeast or any other suitable microorganism that can be equally suitable for use in the methodology as demonstrated in Example 26 (but for each new microorganism to be treated, for example, Some process optimization may be required based on the difference in cell wall composition of each oil-bearing microorganism).

脂質が微生物により生成される条件下で、好ましくはPUFAを含む脂質を生成する微生物種を発酵培地中で培養し、成長させることができる。典型的には、微生物に微生物の成長および/または微生物油(好ましくはPUFAを含む)の生成を可能にする多数の追加的化学薬品または物質とともに炭素および窒素源をフィードする。発酵条件は、上記引用に記載のとおり、使用される微生物に依存し、得られるバイオマス中のPUFAを高含有率にするために、最適化することができる。   Under conditions in which lipids are produced by microorganisms, microorganism species that produce lipids, preferably containing PUFAs, can be cultured and grown in the fermentation medium. Typically, the microorganisms are fed with carbon and nitrogen sources along with a number of additional chemicals or substances that allow the microorganisms to grow and / or produce microbial oils, preferably including PUFAs. Fermentation conditions depend on the microorganism used and can be optimized to achieve high PUFA content in the resulting biomass, as described in the above citation.

一般に、炭素源のタイプおよび量、窒素源のタイプおよび量、炭素対窒素比、異なる無機イオンの量、酸素レベル、成長温度、pH、バイオマス生成期の長さ、油蓄積相の長さ、ならびに細胞回収時期および方法を改変することにより、培地条件を最適化することができる。例えば、ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)は、一般に、複合培地、例えば酵母抽出物−ペプトン−デキストロースブロス(YPD)中で、または限定最小培地(例えば成長に必要な構成成分を欠き、それによりPUFAの生成を可能にする所望の組換え発現カセットの選択を強制する、酵母窒素原礎培地(DIFCO Laboratories,Detroit,IM))中で成長させる。   In general, the type and amount of carbon source, the type and amount of nitrogen source, the ratio of carbon to nitrogen, the amount of different inorganic ions, oxygen level, growth temperature, pH, length of biomass production phase, length of oil accumulation phase, and By modifying the time and method of cell recovery, medium conditions can be optimized. For example, Yarrowia lipolytica is commonly used in complex media, such as yeast extract-peptone-dextrose broth (YPD), or limited minimal media (eg, lacking the components necessary for growth, and thereby Grow in yeast nitrogen basic medium (DIFCO Laboratories, Detroit, IM), which forces the selection of the desired recombinant expression cassette to allow production.

好ましくはPUFAを含む微生物油の所望量が微生物により生成された場合、発酵培地を機械的に加工して微生物油を含む未処理微生物バイオマスを得ることができる。例えば、発酵培地を濾過し、または別の方法により処理して水性構成成分の少なくとも一部を除去することができる(例えば、乾燥により)。当業者により認識されるとおり、未処理微生物バイオマスは、典型的に水を含む。好ましくは、微生物発酵後に、水の一部を未処理微生物バイオマスから除去して、10重量%未満の水分レベル、より好ましくは、5重量%未満の水分レベル、最も好ましくは、3重量%以下の水分レベルを有する微生物バイオマスを提供する。微生物バイオマスの水分レベルは、乾燥において制御することができる。好ましくは、微生物バイオマスは、約1から10重量パーセントの範囲の水分レベルを有する。   Preferably, when the desired amount of microbial oil containing PUFA is produced by the microorganism, the fermentation medium can be mechanically processed to obtain untreated microbial biomass containing microbial oil. For example, the fermentation medium can be filtered or otherwise processed to remove at least a portion of the aqueous component (eg, by drying). As will be appreciated by those skilled in the art, untreated microbial biomass typically includes water. Preferably, after microbial fermentation, a portion of the water is removed from the untreated microbial biomass to a moisture level of less than 10 wt%, more preferably less than 5 wt%, most preferably less than 3 wt%. A microbial biomass having a moisture level is provided. The moisture level of microbial biomass can be controlled during drying. Preferably, the microbial biomass has a moisture level in the range of about 1 to 10 weight percent.

場合により、発酵培地および/または微生物バイオマスを低温殺菌し、または他の手段により処理して、微生物油および/またはPUFA生成物を損ない得る、内在微生物酵素の活性を低減させることができる。   Optionally, the fermentation medium and / or microbial biomass can be pasteurized or treated by other means to reduce the activity of endogenous microbial enzymes that can damage microbial oils and / or PUFA products.

したがって、微生物バイオマスは、全細胞、全細胞溶解物、ホモジナイズされた細胞、部分加水分解された細胞材料、および/または破砕細胞(すなわち、破砕微生物バイオマス)の形態であり得る。   Thus, microbial biomass can be in the form of whole cells, whole cell lysates, homogenized cells, partially hydrolyzed cellular material, and / or disrupted cells (ie, disrupted microbial biomass).

微生物バイオマスは、例えば、細胞溶解を介して、または物理的手段、例えばビードビーター、スクリュー押出などを介してバイオマスを破砕するように機械的に加工して細胞内容物へのより大きい接近性を提供することができる。   Microbial biomass can be mechanically processed to disrupt the biomass, for example via cell lysis or via physical means such as bead beaters, screw extrusion, etc. to provide greater access to the cell contents can do.

破砕微生物バイオマスは、含油微生物の少なくとも50%の破砕効率を有する。より好ましくは、破砕効率は、含油微生物の少なくとも75%、より好ましくは、少なくとも80%、最も好ましくは、85〜90%以上である。好ましい範囲を上記したが、破砕効率の有用な例には、50%から100%の任意の整数割合、例えば51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の破砕効率が含まれる。   The crushed microbial biomass has a crushing efficiency of at least 50% of the oil-containing microorganism. More preferably, the crushing efficiency is at least 75% of the oil-containing microorganisms, more preferably at least 80%, most preferably 85-90% or more. While the preferred range is described above, useful examples of crushing efficiency include any integer percentage from 50% to 100%, such as 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58% %, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91% , 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% or 99% crushing efficiency.

破砕効率は、光学的可視化により定性的に測定されるかまたは以下の式:%破砕効率=(%遊離油100)を(%総油)で割る(%遊離油および%総油は、固体ペレットについて計測される)に従って定量的に測定される、加工の間に破断または破裂された細胞壁のパーセントを指す。 The crushing efficiency is qualitatively measured by optical visualization or the following formula:% crushing efficiency = (% free oil * 100) divided by (% total oil) (% free oil and% total oil are solids Refers to the percentage of the cell wall that was broken or ruptured during processing, measured quantitatively according to (measured for the pellet).

破砕(例えば、スクリュー押出、エキスペラー、ピストン、ビードビーター、乳鉢および乳棒、ハンマーミル処理、エアジェットミル処理などを使用する、例えば、機械的圧潰)のプロセスに供されなかった固体ペレットは、典型的には、低い破砕効率を有する。それというのも、破砕のプロセスが細胞壁および脂肪体を包囲する膜を含む種々のオルガネラの内膜の両方を破壊するまで、DAG、MAGおよびTAG、ホスファチジルコリンおよびホスファチジルエタノールアミン画分内の脂肪酸ならびに遊離脂肪酸は一般に微生物バイオマスから抽出不可能であるためである。種々の破砕のプロセスは、そのプロセスにおいて固有に生成される特定の剪断、圧縮、静的および動的な力に基づき種々の破砕効率をもたらす。   Solid pellets that have not been subjected to crushing (eg, screw extrusion, expellers, pistons, bead beaters, mortar and pestle, hammer milling, air jet milling, etc., eg, mechanical crushing) are typical Has low crushing efficiency. This is because fatty acids and release in the DAG, MAG and TAG, phosphatidylcholine and phosphatidylethanolamine fractions until the disruption process destroys both the inner wall of various organelles, including the membrane surrounding the cell wall and fat pad. This is because fatty acids are generally not extractable from microbial biomass. Different crushing processes result in different crushing efficiencies based on the specific shear, compression, static and dynamic forces inherently generated in the process.

微生物バイオマスの破砕効率の増加は、典型的には、抽出収率(例えば、粗製抽出油の重量パーセントにより計測)の増加をもたらし、それというのも、細胞壁および膜の破砕とともに微生物油の多くが抽出溶媒の存在に影響を受ける可能性が高いためである。   Increasing the disruption efficiency of microbial biomass typically results in increased extraction yield (eg, measured by weight percent of crude extract oil) because many of the microbial oils along with cell wall and membrane disruption This is because the possibility of being affected by the presence of the extraction solvent is high.

種々の装置を利用して破砕微生物バイオマスを生成することができるが、好ましくは、破砕は、2軸スクリュー押出機中で実施する。より具体的には、2軸スクリュー押出機は、好ましくは、(i)約0.04から0.4KW/(kg/hr)、より好ましくは、0.05から0.2KW/(kg/hr)、最も好ましくは、約0.07から0.15KW/(kg/hr)の押出機中の総比エネルギーインプット(SEI);(ii)次第に短くなるピッチ長を有するブッシュエレメントを使用する圧密帯域;および(iii)流動制限を使用する圧縮帯域を含む。細胞破砕に要求される機械的エネルギーのほとんどは、圧縮帯域中で付与され、例えばリバーススクリューエレメント、制限/ブリスターリングエレメントまたはニーディングエレメントの形態の流動制限を使用して作出される。圧密帯域は、押出機中で圧縮帯域よりも先行する。押出機の第1の帯域は、バイオマスを圧密帯域中にフィードおよび輸送するために存在し得る。   Although various devices can be used to produce crushed microbial biomass, preferably the crushing is carried out in a twin screw extruder. More specifically, the twin screw extruder preferably has (i) about 0.04 to 0.4 KW / (kg / hr), more preferably 0.05 to 0.2 KW / (kg / hr). ), Most preferably, a total specific energy input (SEI) in the extruder of about 0.07 to 0.15 KW / (kg / hr); (ii) a consolidation zone using bushing elements having progressively shorter pitch lengths And (iii) including a compression band that uses flow restriction. Most of the mechanical energy required for cell disruption is applied in the compression zone and is created using flow restriction, for example in the form of a reverse screw element, restriction / blistering element or kneading element. The consolidation zone precedes the compression zone in the extruder. A first zone of the extruder may be present for feeding and transporting biomass into the consolidation zone.

ペレット化のプロセスは、一般に以下の工程:(1)微生物バイオマスおよび少なくとも1つの吸油し得る粉砕剤を混合して、破砕微生物バイオマスを含む破砕バイオマス混合物を提供する工程;(2)破砕バイオマス混合物を少なくとも1つの結合剤とブレンドして、固体ペレットを形成し得る固定可能な混合物を提供する工程;および(3)前記固定可能な混合物を固体ペレットに形成して、ペレット化微生物バイオマスを提供する工程を含む。   The pelleting process generally includes the following steps: (1) mixing microbial biomass and at least one oil-absorbable grinder to provide a crushed biomass mixture comprising crushed microbial biomass; (2) crushing biomass mixture Blending with at least one binder to provide a fixable mixture capable of forming solid pellets; and (3) forming the fixable mixture into solid pellets to provide pelleted microbial biomass. including.

第1に、ある水分レベルを有し、含油微生物を含む微生物バイオマスを、少なくとも1つの吸油し得る粉砕剤と混合して破砕バイオマス混合物を提供する。   First, microbial biomass having a certain moisture level and containing oil-bearing microorganisms is mixed with at least one oil-absorbing grinder to provide a crushed biomass mixture.

吸油し得る粉砕剤は、2.0から6.0、好ましくは、2.0から約5.0;より好ましくは、約2.0から4.0のMoh硬度;およびAmerican Society for Testing And Materials(ASTM)Method D1483−60に従って測定される0.8以上、好ましくは、1.0以上、より好ましくは、1.3以上の吸油係数を有する粒子であり得る。好ましい粉砕剤は、約2から20ミクロン、好ましくは、約7から10ミクロンの中央粒径;およびBET法(Brunauer,S.et al.J.Am.Chem.Soc.,60:309(1938))により測定される少なくとも1m/g、好ましくは、2から100m/gの比表面積を有する。 Oil-absorbing milling agents may have a Moh hardness of 2.0 to 6.0, preferably 2.0 to about 5.0; more preferably about 2.0 to 4.0; and American Society for Testing And Materials. It may be a particle having an oil absorption coefficient of 0.8 or higher, preferably 1.0 or higher, more preferably 1.3 or higher, measured according to (ASTM) Method D1483-60. Preferred grinding agents have a median particle size of about 2 to 20 microns, preferably about 7 to 10 microns; and the BET method (Brunauer, S. et al. J. Am. Chem. Soc., 60: 309 (1938). ) At least 1 m 2 / g, preferably 2 to 100 m 2 / g.

好ましい粉砕剤は、シリカおよびケイ酸塩からなる群から選択される。本明細書において使用される用語「シリカ」は、主に(少なくとも90重量%、好ましくは、少なくとも95重量%の)ケイ素および酸素原子からなり、約2つの酸素原子と1つのケイ素原子との比であり、したがってSiOの実験式を有する固体化学物質を指す。シリカには、例えば、沈殿シリカ、ヒュームドシリカ、アモルファスシリカ、珪藻土としても公知の珪藻シリカおよびそれらのシリカのシラン処理形態が含まれる。用語「ケイ酸塩」は、主に(少なくとも90重量%、好ましくは、少なくとも95重量%の)ケイ素、酸素の原子および少なくとも1つの金属イオンからなる固体化学物質を指す。金属イオンは、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、またはそれらの混合物であり得る。天然および合成のゼオライトの形態のケイ酸アルミニウムを使用することができる。有用であり得る他のケイ酸塩は、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸ナトリウム、およびケイ酸カリウムである。 Preferred grinding agents are selected from the group consisting of silica and silicates. The term “silica” as used herein consists primarily of (at least 90% by weight, preferably at least 95% by weight) silicon and oxygen atoms, the ratio of about two oxygen atoms to one silicon atom. And thus refers to a solid chemical having the empirical formula of SiO 2 . Silica includes, for example, precipitated silica, fumed silica, amorphous silica, diatomaceous silica, also known as diatomaceous earth, and silane-treated forms of those silicas. The term “silicate” refers to a solid chemical consisting primarily of (at least 90% by weight, preferably at least 95% by weight) silicon, oxygen atoms and at least one metal ion. The metal ion can be, for example, lithium, sodium, potassium, magnesium, calcium, aluminum, or a mixture thereof. Aluminum silicates in the form of natural and synthetic zeolites can be used. Other silicates that may be useful are calcium silicate, magnesium silicate, sodium silicate, and potassium silicate.

好ましい粉砕剤は、約10〜20m/gの比表面積および1.3以上の吸油係数を有する珪藻土である。好適な吸油し得る粉砕剤の市販源は、Celite Corporation,Lompoc,CAから入手可能なCelite 209珪藻土である。 A preferred grinding agent is diatomaceous earth having a specific surface area of about 10-20 m 2 / g and an oil absorption coefficient of 1.3 or more. A commercial source of a suitable oil-absorbable grinder is Celite 209 diatomaceous earth available from Celite Corporation, Lompoc, CA.

他の粉砕剤は、ポリ(メタ)アクリル酸、ならびにナトリウムまたはカリウム塩基によるポリ(メタ)アクリル酸の部分および完全中和から誘導されるイオノマーであり得る。本明細書において、(メタ)アクリレートという用語は、化合物がアクリレート、メタクリレート、またはその2つの混合物のいずれかであり得ることを意味する。   Other milling agents can be poly (meth) acrylic acid and ionomers derived from partial and complete neutralization of poly (meth) acrylic acid with sodium or potassium bases. As used herein, the term (meth) acrylate means that the compound can be either acrylate, methacrylate, or a mixture of the two.

少なくとも1つの粉砕剤は、固体ペレット中の構成成分(a)微生物バイオマス、(b)粉砕剤および(c)結合剤の総和に対して約1から20重量パーセント、およびより好ましくは、1から15重量パーセント、最も好ましくは、約2から12重量パーセント存在する。   The at least one grinding agent is about 1 to 20 weight percent based on the sum of components (a) microbial biomass, (b) grinding agent and (c) binder in the solid pellet, and more preferably 1 to 15 It is present in weight percent, most preferably from about 2 to 12 weight percent.

微生物バイオマスおよび吸油し得る粉砕剤を混合して破砕バイオマス混合物を提供すること[工程(1)]は、当技術分野において公知の任意の方法により実施してエネルギーを混合媒体に適用することができる。好ましくは、混合は、90℃以下、より好ましくは、70℃以下の温度を有する破砕バイオマス混合物を提供する。   Providing a crushed biomass mixture by mixing microbial biomass and an oil-absorbing grinder [step (1)] can be performed by any method known in the art to apply energy to the mixed medium. . Preferably, the mixing provides a crushed biomass mixture having a temperature of 90 ° C or lower, more preferably 70 ° C or lower.

例えば、微生物バイオマスおよび粉砕剤は、混合機、例えば単軸スクリュー押出機もしくは2軸スクリュー押出機、撹拌機、単軸スクリューもしくは2軸スクリューニーダー、またはBanbury混合機中にフィードすることができ、添加工程は、1回における全ての成分の添加またはバッチでの漸次添加であり得る。   For example, the microbial biomass and grinding agent can be fed into a mixer, such as a single screw or twin screw extruder, stirrer, single screw or twin screw kneader, or Banbury mixer and added The process can be the addition of all components at one time or incremental addition in batch.

好ましくは、混合は、約0.04から0.4KW/(kg/hr)のSEI、次第に短くなるピッチ長を有するブッシュエレメントを使用する圧密帯域、および流動制限を使用する圧縮帯域を有する上記の2軸スクリュー押出機中で実施する。これらの条件下、最初の微生物バイオマスは全乾燥細胞であり得、含油微生物の少なくとも50%の破砕効率を有する破砕微生物バイオマスをもたらす細胞破砕のプロセスは、混合工程の開始時または混合工程の間に行うことができ、すなわち、細胞破砕および工程(1)を組み合わせ、同時として破砕バイオマス混合物を生成することができる。粉砕剤の存在は、細胞破砕を向上させるが、ほとんどの細胞破砕は、2軸スクリュー押出機自体の結果として生じる。   Preferably, the mixing has a SEI of about 0.04 to 0.4 KW / (kg / hr), a compaction zone using a bushing element having a progressively shorter pitch length, and a compression zone using a flow restriction as described above. Performed in a twin screw extruder. Under these conditions, the initial microbial biomass can be whole dry cells, and the process of cell disruption that results in a disrupted microbial biomass having a disruption efficiency of at least 50% of the oleaginous microorganism can be achieved at the start of the mixing step or during the mixing step. That is, cell disruption and step (1) can be combined to produce a disrupted biomass mixture at the same time. The presence of the grinding agent improves cell disruption, but most cell disruption occurs as a result of the twin screw extruder itself.

したがって、明確性のために、微生物バイオマスの細胞破砕は、例えば、上記の圧縮帯域を有する2軸スクリュー押出機中で粉砕剤の不存在下で実施することができ、次いで粉砕剤および破砕微生物バイオマスの混合を2軸スクリュー押出機または種々の他の混合機中で実施して破砕バイオマス混合物を提供する。または、微生物バイオマスの細胞破砕は、例えば、圧縮帯域を有する2軸スクリュー押出機中で粉砕剤の存在下で実施することができる。しかしながら、いずれの場合においても、細胞破砕(すなわち、破砕効率)は、後続のプロセス工程において含油微生物からの抽出油の収率の最大化を所望する場合、最大化すべきである。   Thus, for clarity, cell disruption of microbial biomass can be carried out, for example, in the absence of a grinding agent in a twin screw extruder having the compression zone described above, and then the grinding agent and disrupted microbial biomass. Are mixed in a twin screw extruder or various other mixers to provide a crushed biomass mixture. Alternatively, cell disruption of microbial biomass can be carried out, for example, in the presence of a grinding agent in a twin screw extruder having a compression zone. In either case, however, cell disruption (ie, disruption efficiency) should be maximized if it is desired to maximize the yield of extracted oil from the oil-bearing microorganisms in subsequent process steps.

次いで、少なくとも1つの結合剤を破砕バイオマス混合物とブレンドして固体ペレット(すなわち、ペレット化微生物バイオマス)を形成し得る固定可能な混合物を提供する。   The at least one binder is then blended with the crushed biomass mixture to provide a fixable mixture that can form solid pellets (ie, pelleted microbial biomass).

本発明において有用な結合剤には、水溶性または水分散性の親水性有機材料および親水性無機材料が含まれる。好ましい水溶性結合剤は、23℃において少なくとも1重量パーセント、好ましくは、少なくとも2重量パーセント、より好ましくは、少なくとも5重量パーセントの水中溶解度を有する。   Binders useful in the present invention include water-soluble or water-dispersible hydrophilic organic materials and hydrophilic inorganic materials. Preferred water soluble binders have a water solubility at 23 ° C. of at least 1 weight percent, preferably at least 2 weight percent, more preferably at least 5 weight percent.

結合剤は、好ましくは、1x10−3モル分率未満;好ましくは、1x10−4未満、より好ましくは、1x10−5未満、最も好ましくは、1x10−6モル分率未満の500barおよび40℃における超臨界流体二酸化炭素中溶解度を有する。溶解度は、「Solubility in Supercritical Carbon Dioxide」,Ram Gupta and Jae−Jin Shim,Eds.,CRC(2007)開示されている方法に従って測定することができる。 The binder is preferably less than 1 × 10 −3 mole fraction; preferably less than 1 × 10 −4 , more preferably less than 1 × 10 −5 , most preferably less than 1 × 10 −6 mole fraction and above 500 bar and 40 ° C. It has solubility in critical fluid carbon dioxide. Solubility was measured in “Solubility in Supercritical Carbon Dioxide”, Ram Gupta and Jae-Jin Shim, Eds. , CRC (2007).

結合剤は、ペレット化プロセスから形成されたペレットの整合性およびサイズを保持するように作用し、さらにペレットのさらなる加工および輸送において微粉を低減させるように作用する。   The binder acts to preserve the integrity and size of the pellets formed from the pelletizing process, and further acts to reduce fines in further processing and transport of the pellets.

好適な有機結合剤には、0.5から1の置換度を有するアルカリ金属カルボキシメチルセルロース;好ましくは、1,000未満の平均分子量を有するポリエチレングリコールおよび/またはアルキルポリエトキシレート;リン酸化デンプン;セルロースおよびデンプンエーテル、例えばカルボキシメチルデンプン、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースおよび対応するセルロース混合エーテル;ゼラチンおよびカゼインを含むタンパク質;トラガカント、アルギン酸ナトリウムおよびカリウム、グアムアラビア(guam Arabic)、タピオカ、マルトデキストロースおよびデキストリンを含む部分加水分解デンプン、水溶性デンプンを含む多糖;スクロース、転化糖、グルコースシロップおよび糖蜜を含む糖;ポリ(メタ)アクリレート、マレイン酸またはビニル基を含有する化合物とのアクリル酸のコポリマー、ポリビニルアルコール、部分加水分解ポリビニルアセテートならびにポリビニルピロリドンを含む合成水溶性ポリマーが含まれる。上記の化合物が遊離カルボキシル基を含有するものである場合、それらは通常、それらのアルカリ金属塩、より特定すると、それらのナトリウム塩の形態で存在する。   Suitable organic binders include alkali metal carboxymethyl cellulose having a degree of substitution of 0.5 to 1; preferably polyethylene glycol and / or alkyl polyethoxylates having an average molecular weight of less than 1,000; phosphorylated starch; cellulose And starch ethers such as carboxymethyl starch, methylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose and corresponding cellulose mixed ethers; proteins including gelatin and casein; tragacanth, sodium and potassium alginate, guam arabic, tapioca, maltodextrose and Partially hydrolyzed starch containing dextrin, polysaccharides containing water-soluble starch; sucrose, invert sugar, glucose siroc And sugar containing molasses; poly (meth) acrylate, copolymers of acrylic acid with a compound containing maleic acid or a vinyl group, polyvinyl alcohol, synthetic water-soluble polymers comprising partially hydrolyzed polyvinyl acetate and polyvinyl pyrrolidone. When the above compounds contain free carboxyl groups, they are usually present in the form of their alkali metal salts, more particularly their sodium salts.

リン酸化デンプンは、デンプン無水グルコース単位のヒドロキシル基が−−O−−P(O)(OH)基により置き換えられているデンプン誘導体またはその水溶性塩、より特定するとアルカリ金属塩、例えばナトリウムおよび/またはカリウム塩と理解される。デンプンの平均リン酸化度は、全てのサッカリド単位にわたり平均化されたデンプンのサッカリドモノマー当たりのリン酸基を担持するエステル化酸素原子の数と理解される。好ましいリン酸デンプンの平均リン酸化度は、1.5から2.5の範囲である。 Phosphorylated starch is a starch derivative in which the hydroxyl group of the starch anhydroglucose unit is replaced by a --O--P (O) (OH) 2 group, or a water-soluble salt thereof, more particularly an alkali metal salt such as sodium and Understood as potassium salt. The average degree of phosphorylation of starch is understood as the number of esterified oxygen atoms bearing phosphate groups per saccharide monomer of starch averaged over all saccharide units. The average degree of phosphorylation of the preferred starch phosphate is in the range of 1.5 to 2.5.

本発明に関する部分加水分解デンプンは、慣用の例えば酸または酵素触媒プロセスを使用するデンプンの部分加水分解により得ることができる炭水化物のオリゴマーまたはポリマーと理解される。部分加水分解デンプンは、好ましくは、440から500,000の平均分子量を有する加水分解生成物である。0.5から40、より特定すると、2から30のデキストロース当量(DE)を有する多糖が好ましく、DEは、デキストロース(100のDEを有する、すなわちDE100)との比較による多糖の還元効果の標準的尺度である。マルトデキストリン(DE3〜20)および乾燥グルコースシロップ(DE20〜37)ならびにさらに約2,000から30,000の比較的高い平均分子量を有するいわゆる黄色デキストリンおよび白色デキストリンの両方をリン酸化後に使用することができる。   Partially hydrolyzed starch in the context of the present invention is understood as an oligomer or polymer of carbohydrates obtainable by partial hydrolysis of starch using conventional eg acid or enzyme catalyzed processes. The partially hydrolyzed starch is preferably a hydrolysis product having an average molecular weight of 440 to 500,000. A polysaccharide having a dextrose equivalent (DE) of 0.5 to 40, more particularly 2 to 30, is preferred, and DE is a standard for the reducing effect of a polysaccharide by comparison with dextrose (having 100 DE, ie DE 100). It is a scale. It is possible to use both maltodextrin (DE3-20) and dry glucose syrup (DE20-37) and also so-called yellow and white dextrins having a relatively high average molecular weight of about 2,000 to 30,000 after phosphorylation. it can.

結合剤の好ましいクラスは、水ならびにスクロース、ラクトース、フルクトース、グルコース、および可溶性デンプンからなる群から選択される炭水化物である。好ましい結合剤は、少なくとも50℃、好ましくは、少なくとも80℃、より好ましくは、少なくとも100℃の融点を有する。   A preferred class of binders is water and carbohydrates selected from the group consisting of sucrose, lactose, fructose, glucose, and soluble starch. Preferred binders have a melting point of at least 50 ° C, preferably at least 80 ° C, more preferably at least 100 ° C.

好適な無機結合剤には、ケイ酸ナトリウム、ベントナイト、および酸化マグネシウムが含まれる。   Suitable inorganic binders include sodium silicate, bentonite, and magnesium oxide.

好ましい結合剤は、「食品グレード」または「一般に安全と認められる」(GRAS)とみなされる材料である。   Preferred binders are materials that are considered “food grade” or “generally recognized as safe” (GRAS).

結合剤は、固体ペレット中の(a)微生物バイオマス、(b)粉砕剤および(c)結合剤の構成成分の総和に対して約0.5から10重量パーセント、好ましくは、1から10重量パーセント、より好ましくは、約3から8重量パーセント存在する。   The binder is about 0.5 to 10 weight percent, preferably 1 to 10 weight percent, based on the sum of the components of (a) microbial biomass, (b) grinding agent and (c) binder in the solid pellet. More preferably, it is present at about 3 to 8 weight percent.

当業者が認識するとおり、固定可能な混合物は、容易な取扱(例えば、固定可能な混合物をダイ中に押出すること)を可能とするために最終固体ペレットの水分レベルよりも顕著に高い水分レベルを有する。したがって、例えば、スクロースおよび水の溶液を含む結合剤は、0.5から20重量パーセントの水を有する固定可能な混合物をもたらす様式で、破砕バイオマス混合物に添加することができる。しかしながら、固定可能な混合物を乾燥させて固体ペレットを形成するとき、固体ペレットの最終水分レベルは5重量パーセント未満の水であり、スクロースは10重量パーセント未満である。   As those skilled in the art will appreciate, a fixable mixture has a moisture level significantly higher than the moisture level of the final solid pellet to allow easy handling (eg, extruding the fixable mixture into a die). Have Thus, for example, a binder comprising a solution of sucrose and water can be added to the crushed biomass mixture in a manner that results in a fixable mixture having 0.5 to 20 weight percent water. However, when the fixable mixture is dried to form solid pellets, the final moisture level of the solid pellets is less than 5 weight percent water and sucrose is less than 10 weight percent.

少なくとも1つの結合剤を破砕バイオマス混合物とブレンドして固定可能な混合物を提供すること[工程(2)]は、結合剤の溶解および破砕バイオマス混合物とのブレンドを可能とする任意の方法により実施して固定可能な混合物を提供することができる。「固定可能な混合物」という用語は、混合物が乾燥工程における溶媒、例えば水の除去時に固体ペレットを形成し得ることを意味する。   Blending at least one binder with the crushed biomass mixture to provide a fixable mixture [step (2)] is performed by any method that allows dissolution of the binder and blending with the crushed biomass mixture. And fixable mixtures can be provided. The term “fixable mixture” means that the mixture can form solid pellets upon removal of a solvent, such as water, in the drying process.

結合剤は、種々の手段によりブレンドすることができる。1つの方法は、結合剤を溶媒中で溶解させて結合剤溶液を提供し、次いで結合剤溶液を、破砕バイオマス混合物中に制御速度において計量供給することを含む。好ましい溶媒は水であるが、他の溶媒、例えばエタノール、イソプロパノールなどを有利に使用することができる。別の方法は、結合剤を固体または溶液としてバイオマス/粉砕剤に混合工程の開始時またはその間に添加することを含み、すなわち工程(1)および(2)を組み合わせ、同時とする。結合剤を固体として添加する場合、好ましくは、ブレンド工程の間に結合剤を溶解させるために十分な水分が破砕バイオマス混合物中に存在する。好ましいブレンド方法は、結合剤溶液を、押出機中で、好ましくは、上記の圧縮帯域後に破砕バイオマス混合物中に制御速度において計量供給することを含む。圧縮帯域後の結合剤溶液の添加は、破砕バイオマス混合物の急速冷却を可能とする。   The binder can be blended by various means. One method involves dissolving the binder in a solvent to provide a binder solution and then metering the binder solution into the crushed biomass mixture at a controlled rate. The preferred solvent is water, but other solvents such as ethanol, isopropanol, etc. can be advantageously used. Another method involves adding the binder as a solid or solution to the biomass / grinding agent at or during the beginning of the mixing step, ie, combining steps (1) and (2) simultaneously. If the binder is added as a solid, preferably there is sufficient moisture in the crushed biomass mixture to dissolve the binder during the blending process. A preferred blending method involves metering the binder solution at a controlled rate into the crushed biomass mixture in the extruder, preferably after the compression zone described above. Addition of the binder solution after the compression zone allows for rapid cooling of the crushed biomass mixture.

固定可能な混合物からペレット化微生物バイオマスを含む固体ペレットを形成すること[工程(3)]は、当技術分野において公知の種々の手段により実施することができる。1つの方法は、固定可能な混合物をダイ、例えばドーム粗砕機中に押出して均一直径のストランドを形成し、それを振動または流動床乾燥機上で乾燥させてストランドを破壊してペレットを提供することを含む。ペレット化微生物バイオマスは、下流の油抽出、輸送、または他の目的に好適である。   Forming solid pellets containing pelleted microbial biomass from the fixable mixture [step (3)] can be carried out by various means known in the art. One method is to extrude the fixable mixture into a die, such as a dome crusher, to form a uniform diameter strand, which is dried on a vibrating or fluid bed dryer to break the strand and provide pellets. Including that. Pelleted microbial biomass is suitable for downstream oil extraction, transportation, or other purposes.

本明細書に開示される固体ペレットは、望ましくは、室温において非粘着性である。固体ペレットの大部分は、ペレット構造の分解なしで、一緒に結合することもなく何日間も一緒に充填することができる。ペレットの大部分は、望ましくは、自由流動するペレット化組成物である。好ましくは、ペレットは、約0.5から約1.5mmの平均直径および約2.0から約8.0mmの平均長さを有する。好ましくは、固体ペレットは、約0.1%から5.0%の最終水分レベルを有し、約0.5%から3.0%の範囲がより好ましい。最終固体ペレットの水分レベルの増加は、例えばカビの成長に起因する貯蔵の間の困難性をもたらし得る。   The solid pellets disclosed herein are desirably non-sticky at room temperature. The majority of solid pellets can be packed together for days without decomposing together, without decomposition of the pellet structure. The majority of the pellet is desirably a free-flowing pelletized composition. Preferably, the pellets have an average diameter of about 0.5 to about 1.5 mm and an average length of about 2.0 to about 8.0 mm. Preferably, the solid pellet has a final moisture level of about 0.1% to 5.0%, more preferably in the range of about 0.5% to 3.0%. Increasing the moisture level of the final solid pellet can lead to difficulties during storage due to, for example, mold growth.

したがって、固体ペレットは、好ましくは、(a)約70から約98.5重量パーセントの、含油微生物を含む破砕バイオマス;(b)約1から約20重量パーセントの、吸油し得る粉砕剤;および(c)約0.5から10重量パーセントの結合剤を含み、重量パーセントは、固体ペレット中の(a)、(b)および(c)の総和に対する。固体ペレットは、75から98重量パーセントの(a);1から15重量パーセントの(b)および1から10重量パーセントの(c);を含み得、好ましくは、ペレットは、80から95重量パーセントの(a);2から12重量パーセントの(b)および3から8重量パーセントの(c)を含む。   Accordingly, the solid pellets preferably comprise (a) from about 70 to about 98.5 weight percent of crushed biomass containing oil-bearing microorganisms; (b) from about 1 to about 20 weight percent of an oil-absorbing grinder; and ( c) comprising about 0.5 to 10 weight percent binder, the weight percent being relative to the sum of (a), (b) and (c) in the solid pellet. The solid pellets may comprise 75 to 98 weight percent (a); 1 to 15 weight percent (b) and 1 to 10 weight percent (c); preferably, the pellet is 80 to 95 weight percent (A); 2 to 12 weight percent (b) and 3 to 8 weight percent (c).

上記ペレット化方法論は、有効で、高度にスケーラブルで堅牢でユーザフレンドリーある一方、比較的高い収率およびハイスループット速度における生成を可能とすることが証明された。慣用の技術、例えば噴霧乾燥、高剪断混合機などの使用を使用する細胞破砕は、例えば、キチンを含む酵母細胞壁には不適切であることが見出された。現行の湿潤媒体ミル破砕プロセスは、微粉およびコロイド状汚染物を生成し、さらなる分離工程を必要とし、顕著な油損失をもたらした。さらに、湿潤媒体ミル処理工程は、液体担体(例えば、イソヘキサンまたは水)を導入し、固液分離工程を要求することにより下流加工を複雑化し、油損失を伴った。本明細書に記載のペレット化プロセスは、破砕バイオマス混合物の生成に依拠し;しかしながら、有利には、破砕は、液体担体を要求せずに行う。さらに、固体ペレット内の粉砕剤の存在は、高レベルの油抽出を促進すると思われる。ペレットは抽出プロセス全体にわたり耐久性を保持するため、このことは操作性およびサイクル時間を支援する。   The pelletization methodology has proven to be effective, highly scalable, robust and user friendly while allowing production at relatively high yields and high throughput rates. Cell disruption using conventional techniques such as spray drying, use of high shear mixers, etc. has been found to be inadequate for yeast cell walls containing, for example, chitin. Current wet media mill crushing processes produced fines and colloidal contaminants, required additional separation steps and resulted in significant oil loss. In addition, the wet media milling process complicates downstream processing by introducing a liquid carrier (eg, isohexane or water) and requiring a solid-liquid separation process, with oil loss. The pelletization process described herein relies on the production of a crushed biomass mixture; however, advantageously, the pulverization is performed without requiring a liquid carrier. Furthermore, the presence of a grinding agent within the solid pellets appears to facilitate high levels of oil extraction. This supports operability and cycle time because the pellets remain durable throughout the extraction process.

ペレット化微生物バイオマスは、溶媒により抽出して抽出油および抽出ペレット(すなわち、「残留バイオマス」または「残留ペレット」)を提供する。   The pelleted microbial biomass is extracted with a solvent to provide extracted oil and extracted pellets (ie, “residual biomass” or “residual pellet”).

油抽出は種々の有機溶媒(例えばヘキサン、イソヘキサン)による処理、酵素的抽出、浸透圧衝撃、超音波抽出、超臨界流体抽出(例えばCO抽出)、鹸化およびそれらの方法の組合せを介して行うことができる。 Oil extraction is performed via treatment with various organic solvents (eg hexane, isohexane), enzymatic extraction, osmotic shock, ultrasonic extraction, supercritical fluid extraction (eg CO 2 extraction), saponification and combinations of these methods be able to.

一実施形態において、抽出は、有機溶媒により実施して抽出油を生成し、前記抽出油は、抽出油を蒸留する前記工程(c)前に脱ガム処理および場合により漂白する。より具体的には、粗製油をリン脂質ならびに他の極性および中性脂肪複合体の水または酸水和に続く油からの沈殿ガムの分離により脱ガム処理することができる。あるいは、リン脂質および他の水和可能な不純物は、油を極性溶媒、例えばアセトンと接触させることにより、または酵素的脱ガム処理を介して除去することができる。脱ガム処理油は、漂白クレー、シリカまたはカーボンを使用してさらに漂白して有色化合物および残留金属などを除去することができる。   In one embodiment, the extraction is performed with an organic solvent to produce an extracted oil, which is degummed and optionally bleached prior to step (c) of distilling the extracted oil. More specifically, the crude oil can be degummed by separation of the precipitated gum from the oil following water or acid hydration of phospholipids and other polar and neutral fat complexes. Alternatively, phospholipids and other hydratable impurities can be removed by contacting the oil with a polar solvent, such as acetone, or via an enzymatic degumming process. The degummed oil can be further bleached using bleaching clay, silica or carbon to remove colored compounds and residual metals.

代替的実施形態において、抽出は、超臨界条件を使用して行う。超臨界流体(SCF)は、気体と液体との中間の特性を示す。SCFの重要な特性は、温度もしくは圧力、またはそれらの組合せを変動させることにより流体密度が液体様から気体様密度に連続的に変動し得ることである。同様に、種々の密度依存性物理的特性は、この領域中で同様の連続的変動を示す。これらの特性の一部には、限定されるものではないが、溶媒強度(SCF媒体中の種々の物質の溶解度により証明される)、極性、粘度、拡散性、熱容量、熱伝導性、等温圧縮性、膨張性、収縮性、流動性、および分子充填が含まれる。SCFの密度変動は、溶質の化学ポテンシャル、ひいては反応速度および平衡定数にも影響する。したがって、SCF媒体中の溶媒環境は、種々の密度依存性流体特性を調整することにより規定の用途について最適化することができる。   In an alternative embodiment, the extraction is performed using supercritical conditions. Supercritical fluid (SCF) exhibits intermediate properties between gas and liquid. An important property of SCF is that the fluid density can be continuously varied from liquid-like to gas-like density by varying temperature or pressure, or a combination thereof. Similarly, various density dependent physical properties show similar continuous variation in this region. Some of these properties include, but are not limited to, solvent strength (proven by the solubility of various substances in the SCF medium), polarity, viscosity, diffusivity, heat capacity, thermal conductivity, isothermal compression. , Expandability, shrinkage, fluidity, and molecular packing. The density variation of SCF also affects the chemical potential of the solute and thus the reaction rate and equilibrium constant. Thus, the solvent environment in the SCF medium can be optimized for a given application by adjusting various density dependent fluid properties.

系の温度および圧力が、臨界温度(T)および臨界圧力(P)により定義される対応する臨界点値を超過する場合、流体はSCF状態である。純粋な物質について、TおよびPは、蒸気および液相が共存し得る最高値である。Tを超えると、印加される圧力にかかわらず純粋な物質について液体は形成しない。同様に、Pおよび臨界モル容積は、蒸気および液相が融合する状態に対応するこのTにおいて定義される。多成分混合物についてはより複雑になるが、混合物の臨界状態は、共存する蒸気および液相の特性が区別不能になる条件として同様に同定される。超臨界流体の考察については、Kirk−Othmer Encycl.of Chem.Technology,4thed.,Vol.23,pg.452−477,John Wiley & Sons,NY(1997)参照。 If the temperature and pressure of the system exceed the corresponding critical point values defined by the critical temperature (T c ) and critical pressure (P c ), the fluid is in the SCF state. For pure materials, T c and P c are the highest values at which the vapor and liquid phases can coexist. Beyond Tc , no liquid forms for pure material regardless of the applied pressure. Similarly, P c and critical molar volume are defined at this T c corresponding to the state in which the vapor and liquid phases merge. Although more complex for multicomponent mixtures, the critical state of the mixture is similarly identified as a condition where the coexisting vapor and liquid phase properties are indistinguishable. For a discussion of supercritical fluids, see Kirk-Othmer Encycl. of Chem. Technology, 4 th ed. , Vol. 23, pg. 452-477, John Wiley & Sons, NY (1997).

任意の好適なSCFまたは液体溶媒を、油抽出工程、例えば、固体ペレットを溶媒と接触させて微生物バイオマスから油を分離することにおいて使用することができ、それには、限定されるものではないが、CO、テトラフルオロメタン、エタン、エチレン、プロパン、プロピレン、ブタン、イソブタン、イソブテン、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、およびそれらの混合物が含まれるが、全ての試薬および生成物に不活性であることを条件とする。好ましい溶媒には、COまたはC−Cアルカンが含まれる。より好ましい溶媒は、CO、ペンタン、ブタン、およびプロパンである。最も好ましい溶媒は、COを含む超臨界流体溶媒である。 Any suitable SCF or liquid solvent can be used in an oil extraction process, such as, but not limited to, separating solid oil from microbial biomass by contacting solid pellets with the solvent, CO 2 , tetrafluoromethane, ethane, ethylene, propane, propylene, butane, isobutane, isobutene, pentane, hexane, cyclohexane, benzene, toluene, xylene, and mixtures thereof are included in all reagents and products. It must be active. Preferred solvents include CO 2 or C 3 -C 6 alkanes. More preferred solvents, CO 2, pentane, butane, and propane. The most preferred solvent is a supercritical fluid solvent containing CO 2.

好ましい実施形態において、超臨界CO抽出は、米国特許出願公開第2011−0263709−A1号明細書に開示されるとおり実施する。この特定の方法論を適用することにより、ペレット化微生物バイオマスを超臨界油抽出条件に供する。リン脂質(PL)は、残留バイオマス(すなわち、抽出残留ペレット)内に残留する一方、得られる抽出物(すなわち、実質的にリン脂質を含まない脂質画分を含む抽出物)を少なくとも1回分別して中性脂肪および/または遊離脂肪酸(FFA)を含み得る一方、実質的にPLを含まないリファインド脂質組成物を含む抽出油を生成する。リファインド脂質組成物は、溶媒により処理されなかったペレット化微生物バイオマスの油組成物に対してTAG(好ましくは、PUFAを含む)を富化することができる。リファインド脂質組成物は、さらなる精製に付して精製油を生成することができる。 In a preferred embodiment, supercritical CO 2 extraction is performed as disclosed in US 2011-0263709-A1. By applying this particular methodology, the pelleted microbial biomass is subjected to supercritical oil extraction conditions. Phospholipids (PL) remain in the residual biomass (ie, extracted residual pellets) while the resulting extract (ie, extract containing a lipid fraction that is substantially free of phospholipids) is fractionated at least once. An extract oil is produced that includes a refined lipid composition that may comprise neutral fat and / or free fatty acids (FFA) while being substantially free of PL. The refined lipid composition can enrich TAG (preferably comprising PUFA) relative to the oil composition of pelleted microbial biomass that has not been treated with a solvent. The refined lipid composition can be subjected to further purification to produce a refined oil.

この方法において、COを含む超臨界流体は、追加の溶媒の存在または量がプロセスに有害でない限り、例えば、微生物バイオマス中に含有されるPLを一次抽出工程の間に可溶化させない限り、少なくとも1つの追加の溶媒(すなわち、共溶媒)、例えば、上記列挙の溶媒の1つ以上をさらに含み得る。しかしながら、極性共溶媒、例えばエタノール、メタノール、アセトンなどを添加して溶媒相に極性を故意に付与して、任意選択の二次油抽出の間に微生物バイオマスからのPLの抽出を可能としてPLを単離することができる。 In this method, the supercritical fluid comprising CO 2 is at least as long as the presence or amount of additional solvent is not detrimental to the process, for example, unless the PL contained in the microbial biomass is solubilized during the primary extraction step. One additional solvent (ie, a co-solvent) can further be included, eg, one or more of the solvents listed above. However, polar co-solvents such as ethanol, methanol, acetone, etc. can be added to deliberately impart polarity to the solvent phase, enabling PL extraction from microbial biomass during optional secondary oil extraction. It can be isolated.

含油破砕微生物バイオマスを含む固体ペレットは、少なくとも2つの方法に従って好適な抽出条件下で液体または超臨界COと接触させて抽出物および残留バイオマスを提供することができる。米国特許出願公開第2011−0263709−A1号明細書の第1の方法によれば、ペレット化微生物バイオマスのCOとの接触を、溶媒密度の増加に対応する抽出条件下で、例えば増加圧力および/または温度減少下で複数回実施して脂質画分がPLを実質的に含まないリファインド脂質組成物を含む抽出物を得る。抽出物のリファインド脂質組成物は、FFA、モノアシルグリセロール(MAG)、ジアシルグリセロール(DAG)、およびTAGの分布がそれらの相対溶解度に従って変動し、それは複数の抽出のそれぞれの選択抽出条件に対応する溶媒密度に依存する。 Solid pellets containing the oil-impregnated microbial biomass can be contacted with liquid or supercritical CO 2 under suitable extraction conditions according to at least two methods to provide the extract and residual biomass. According to the first method of US 2011-0263709-A1, the contact of pelleted microbial biomass with CO 2 is carried out under extraction conditions corresponding to an increase in solvent density, for example increased pressure and Performed multiple times under reduced temperature to obtain an extract containing the refined lipid composition where the lipid fraction is substantially free of PL. The refined lipid composition of the extract varies in the distribution of FFA, monoacylglycerol (MAG), diacylglycerol (DAG), and TAG according to their relative solubility, which corresponds to the selected extraction conditions for each of the multiple extractions Depends on the solvent density.

あるいは、および本方法によれば、米国特許出願公開第2011−0263709−A1号明細書の第2の方法において、ペレット化微生物バイオマスは、溶媒、例えばCOと、PLを実質的に含まない脂質画分を含む抽出物を提供するために選択された抽出条件下で接触させ、続いて一連の複数の段階的圧力降下工程に付してリファインド脂質組成物を提供する。これらの段階的圧力降下工程のそれぞれは、分別機容器中で、溶媒密度の減少に対応する圧力および温度条件下において実施して液相リファインド脂質組成物を単離し、それを例えば簡単なデカンテーションにより抽出相から分離することができる。提供されるリファインド脂質組成物は、FFA、MAG、DAG、およびTAGの分布が、それらの相対溶解度に従って変動し、それは段階的分別機容器の選択条件に対応する溶媒密度に依存する。 Alternatively, and according to the present method, in the second method of US Patent Application Publication No. 2011-0263709-A1, the pelleted microbial biomass is a lipid that is substantially free of solvents such as CO 2 and PL. Contacting under selected extraction conditions to provide an extract containing fractions is followed by a series of multiple step pressure drop steps to provide a refined lipid composition. Each of these stepwise pressure drop steps is performed in a separator vessel under pressure and temperature conditions corresponding to a decrease in solvent density to isolate the liquid phase refined lipid composition, which can be, for example, a simple decane. Can be separated from the extracted phase. The provided refined lipid compositions vary in the distribution of FFA, MAG, DAG, and TAG according to their relative solubilities, depending on the solvent density corresponding to the staged sorter vessel selection conditions.

上記第2の方法を使用して得られるリファインド脂質組成物を有する抽出油は、抽出条件が適切に適合する場合、第1の方法において得られる抽出物に対応し得る。したがって、第1の方法の実施を介して本明細書に記載のとおり得ることができるリファインド脂質組成物を例示することが可能と考えられる。   The extracted oil having the refined lipid composition obtained using the second method may correspond to the extract obtained in the first method if the extraction conditions are adequately met. Thus, it is believed possible to illustrate refined lipid compositions that can be obtained as described herein through the performance of the first method.

本方法によれば、含油破砕微生物バイオマスを含む固体ペレットは、溶媒、例えば液体またはSCF COと、PLを実質的に含まない脂質画分を含む抽出物を得るために十分な温度および圧力ならびに接触時間において接触させることができる。脂質画分は、中性脂肪(例えば、TAG、DAG、およびMAGを含む)およびFFAを含み得る。接触および分別温度は、液体またはSCF COを提供するように、PUFAの熱安定性の範囲内であるように、ならびにTAG、DAG、MAG、およびFFAを可溶化させるために十分なCOの密度を提供するように選択することができる。一般に、接触および分別温度は、約20℃から約100℃、例えば約35℃から約100℃であり得;圧力は、約60barから約800bar、例えば約80barから約600barであり得る。十分な接触時間、および適切なCOと微生物バイオマスとの比は、固体ペレットの特定の試料についての抽出曲線を作成することにより決定することができる。これらの抽出曲線は、温度、圧力、CO流速、ならびに可変要素、例えば細胞破砕の程度および微生物バイオマスの形態の抽出条件に依存する。本方法の一実施形態において、溶媒は、液体または超臨界流体COを含み、COと微生物バイオマスとの質量比は、約20:1から約70:1、例えば約20:1から約50:1である。 According to this method, the solid pellet containing the oleo-broken microbial biomass is subjected to a temperature and pressure sufficient to obtain an extract comprising a solvent, for example liquid or SCF CO 2 and a lipid fraction substantially free of PL, and Contact can be made at the contact time. The lipid fraction can include neutral fat (including, for example, TAG, DAG, and MAG) and FFA. Contact and fractionation temperatures are sufficient to provide liquid or SCF CO 2 , within the thermal stability range of PUFA, and sufficient CO 2 to solubilize TAG, DAG, MAG, and FFA. It can be chosen to provide density. In general, the contact and fractionation temperature can be from about 20 ° C. to about 100 ° C., such as from about 35 ° C. to about 100 ° C .; the pressure can be from about 60 bar to about 800 bar, such as from about 80 bar to about 600 bar. Sufficient contact time, and an appropriate CO 2 to microbial biomass ratio, can be determined by creating an extraction curve for a particular sample of solid pellets. These extraction curves, temperature dependent pressure, CO 2 flow rate and the variable element, for example, the extraction conditions in the form of the extent and microbial biomass of cell disruption. In one embodiment of the method, the solvent comprises liquid or supercritical fluid CO 2 and the mass ratio of CO 2 to microbial biomass is from about 20: 1 to about 70: 1, such as from about 20: 1 to about 50. : 1.

次いで、実質的にPLを含まない脂質画分を含む抽出物を分別して少なくとも1つのPUFAを含むリファインド脂質組成物を有する抽出油を得ることができ、リファインド脂質組成物は、溶媒により処理されていないペレット化微生物バイオマスの油組成物に対してTAGが富化されている。リファインド脂質組成物は、DAG、MAG、またはそれらの組合せをさらに含み得る。リファインド脂質組成物は、FFAをさらに含み得る。分別工程において別個にまたは組合せで得ることができる他のリファインド脂質組成物には、FFAが枯渇したTAG富化生成物、TAGが枯渇したFFA富化生成物、MAGおよび/またはDAGが富化されたFFA富化生成物、MAGおよび/またはDAGが枯渇したFFA富化生成物、MAGおよび/またはDAGが富化されたTAG富化生成物、ならびにMAGおよび/またはDAGが枯渇したTAG富化生成物が含まれる。用いられる分別条件によれば、本方法の一実施形態において、リファインド脂質組成物は、ペレット化微生物バイオマスの油組成物に対してFFAを枯渇させることができる。一実施形態において、リファインド脂質組成物は、ペレット化微生物バイオマスの油組成物に対して少なくとも1つのPUFAを富化させすることができる。一実施形態において、リファインド脂質組成物は、ペレット化微生物バイオマスの油組成物に対して20個以上の炭素原子を有する少なくとも1つのPUFAを富化させることができる。   The extract containing the lipid fraction substantially free of PL can then be fractionated to obtain an extract oil having a refined lipid composition comprising at least one PUFA, the refined lipid composition being treated with a solvent TAG is enriched against the oil composition of the pelleted microbial biomass that has not been done. The refined lipid composition may further comprise DAG, MAG, or combinations thereof. The refined lipid composition may further comprise FFA. Other refined lipid compositions that can be obtained separately or in combination in the fractionation step include TAG enriched products depleted of FFA, FFA enriched products depleted of TAG, MAG and / or DAG enriched FFA enriched product, MAG and / or DAG depleted FFA enriched product, MAG and / or DAG enriched TAG enriched product, and MAG and / or DAG depleted TAG enrichment Product is included. Depending on the fractionation conditions used, in one embodiment of the method, the refined lipid composition can deplete FFAs against the oil composition of the pelleted microbial biomass. In one embodiment, the refined lipid composition can be enriched with at least one PUFA relative to the oil composition of the pelleted microbial biomass. In one embodiment, the refined lipid composition can be enriched with at least one PUFA having 20 or more carbon atoms relative to the oil composition of the pelleted microbial biomass.

分別は、分別条件の温度、圧力、または温度および圧力を変えることにより実施することができる。分別は、例えば、超臨界流体リッチ抽出物の連続減圧、一連のミキサーセトラー段階または抽出カラムにおける液体もしくはSCF溶媒抽出、短行程蒸留、真空蒸気ストリッピング、または溶融結晶化を含むいくつかの分離プロセスの1つにおいて実施することができる。抽出物を分別する工程は、1回以上繰り返して追加のリファインド脂質組成物を提供することができる。   Fractionation can be performed by changing the temperature, pressure, or temperature and pressure of the separation conditions. Fractionation includes several separation processes including, for example, continuous decompression of a supercritical fluid rich extract, a series of mixer settler stages or liquid or SCF solvent extraction in an extraction column, short path distillation, vacuum vapor stripping, or melt crystallization Can be implemented in one of these. The step of fractionating the extract can be repeated one or more times to provide additional refined lipid compositions.

例えば、抽出物の圧力の低減により、溶解溶質の溶解度を低下させ、それぞれの分離容器中で別個の液相が形成される。それぞれの分離容器にフィードされる抽出物の温度は、例えば、熱交換器の使用を介して調整してそれぞれの分離容器中で所望の溶媒密度および対応する溶質溶解度を提供することができる。初期抽出物は、類似の溶解度パラメーターを示す種々のタイプの脂質構成成分(例えば、FFA、MAG、DAG、およびTAG)の複合混合物からなるため、種々の構成成分の正確な分離が達成されるのではなく、分別工程において得られるそれぞれのリファインド脂質組成物は生成物の分布を含有する。しかしながら、一般に、より小さい溶解性の化合物は、最大圧力において稼働する第1の分離容器中で凝縮し、最大の溶解性の化合物は、最低圧力において稼働する最終分離容器中で凝縮する。最終分離容器は、抽出物相中の残留溶質のバルクを本質的に除去するために十分に抽出物相の圧力を低減させ、この容器の頂部からの比較的純粋なCO流は、初期抽出容器に戻して再循環させることができる。 For example, reducing the pressure of the extract decreases the solubility of the dissolved solute and forms a separate liquid phase in each separation vessel. The temperature of the extract fed to each separation vessel can be adjusted, for example, through the use of a heat exchanger, to provide the desired solvent density and corresponding solute solubility in each separation vessel. The initial extract consists of a complex mixture of various types of lipid components (eg, FFA, MAG, DAG, and TAG) that exhibit similar solubility parameters so that accurate separation of the various components is achieved. Rather, each refined lipid composition obtained in the fractionation step contains a product distribution. In general, however, smaller soluble compounds will condense in the first separation vessel operating at maximum pressure, and most soluble compounds will condense in the final separation vessel operating at lowest pressure. The final separation vessel reduces the pressure of the extract phase sufficiently to essentially remove the bulk of residual solute in the extract phase, and the relatively pure CO 2 stream from the top of this vessel It can be recycled back into the container.

図2は、本明細書の抽出法の一実施形態を概略的に説明する。図2において、ペレット化微生物バイオマスを含む流10およびCOを含む流38が容器14に流入することが示される。ペレット化微生物バイオマスを含む流12および流16は、容器18に流入することが示される。少なくとも1つのPUFAを含むペレット化微生物バイオマスのCOとの接触は、容器14中で初期温度T14および圧力P14において生じ、容器18中で温度T18および圧力P18において生じる。T14は、T18と同一でも異なってもよく;P14は、P18と同一でも異なってもよい。平衡化COおよび抽出物の得られる混合物は、容器14を流16として出て容器18に流入し、バイオマスおよびCOのさらなる接触が生じて流20として示される実質的にPLを含まない脂質画分を含む抽出物を提供する。残留バイオマス(図示せず)は、容器14および16中に残留する。所望により、追加の抽出容器をこのプロセスに含めることができる(図示せず)。あるいは、このプロセスは、所望により1つのみの抽出容器を使用し得る(図示せず)。2つ以上の抽出容器の使用は、有利であり得る。それというのも、これは、抽出容器(図示せず)への溶媒添加の相対順序を変化させることによりプロセスを介する連続CO流を可能とし得るためであり、1つ以上の抽出容器をラインから離脱させ(図示せず)、例えばペレット化微生物バイオマスを装填し、または残留バイオマスを除去する。 FIG. 2 schematically illustrates one embodiment of the extraction method herein. In FIG. 2, a stream 10 containing pelleted microbial biomass and a stream 38 containing CO 2 enter the vessel 14. Stream 12 and stream 16 containing pelleted microbial biomass are shown flowing into vessel 18. Contact of the pelleted microbial biomass with CO 2 containing at least one PUFA occurs in vessel 14 at initial temperature T 14 and pressure P 14 , and in vessel 18 at temperature T 18 and pressure P 18 . T 14 is T 18 and may be the same or different; P 14 may be the same or different and P 18. The resulting mixture of equilibrated CO 2 and extract exits vessel 14 as stream 16 and enters vessel 18 where further contact of biomass and CO 2 occurs resulting in a substantially PL free lipid shown as stream 20. An extract containing the fraction is provided. Residual biomass (not shown) remains in containers 14 and 16. If desired, additional extraction vessels can be included in the process (not shown). Alternatively, this process may use only one extraction vessel if desired (not shown). The use of more than one extraction container can be advantageous. This is because it may allow continuous CO 2 flow through the process by changing the relative order of solvent addition to the extraction vessel (not shown), and one or more extraction vessels may be lined up. From (not shown), for example, loaded with pelleted microbial biomass or removed residual biomass.

抽出容器の下流において、並列に配置された2つの分離容器の容器22および28が示され、抽出物の分別を、段階的減圧を介して、場合により、例えば熱交換器(図示せず)の使用を介して温度を調整して実施する。所望により、追加の分離容器をこのプロセスに含めることができる(図示せず)。COおよび実質的にPLを含まない脂質画分を含む抽出物が、容器22に流20として流入することが示される。容器22において、圧力P22はP18よりも低く、温度T22はT18と同一でも異なってもよく;プロセスの稼働条件下で、より小さい溶解性の脂質構成成分を含む別個の液相が形成される。抽出物の分別から得られる別個の液相は、容器22を流24として出ることが示され、それは第1のリファインド脂質組成物を表す。流26として示される残留抽出物は、次の分離容器28に導入し、圧力P28はP22と比較して低減させ、温度T28はT22と同一でも同一でなくてもよい。プロセスの稼働条件は、容器28中で別個の液相の形成を可能とし、それは流30として分離容器28を出ることが示される。流30は、第2のリファインド脂質組成物を表す。 Downstream of the extraction vessel, two separation vessel vessels 22 and 28 arranged in parallel are shown, and the fractionation of the extract can be effected via step-wise depressurization, possibly for example in a heat exchanger (not shown) Perform by adjusting the temperature through use. If desired, additional separation vessels can be included in the process (not shown). It is shown that an extract comprising a lipid fraction substantially free of CO 2 and PL flows into vessel 22 as stream 20. A container 22, the pressure P 22 is lower than P 18, may be the temperature T 22 is different and the same as the T 18; under the conditions of the working process, a separate liquid phase containing a smaller solubility of the lipid constituents It is formed. The separate liquid phase resulting from the fractionation of the extract is shown exiting vessel 22 as stream 24, which represents the first refined lipid composition. The residue extracts, shown as stream 26, is introduced into the next separation vessel 28, the pressure P 28 is reduced as compared to P 22, the temperature T 28 may not be the same as T 22. The operating conditions of the process allow the formation of a separate liquid phase in vessel 28, which is shown to exit separation vessel 28 as stream 30. Stream 30 represents the second refined lipid composition.

容器28から、流32として示される比較的純粋なCOを含む残留抽出物を、抽出容器14および/または別の抽出容器(図示せず)に再循環させることができる。COの再循環は、典型的には、ワンススルーCO使用と比べて経済的利益を提供する。流34として示されるパージ流は、COのプロセスへの連続的再循環により構築され得る揮発構成成分を除去するために使用することができる。補給COは、パージを介して生じたCO損失を相殺するために添加することができる。補給COは、流36に加わる補給プCO流8により、図2に示される再循環CO流に添加して組合せCO流38を提供することができる。あるいは、追加のCOを、別個のフィード流として容器14および/または容器18に添加することができる(図示せず)。 From vessel 28, the residual extract containing relatively pure CO 2 , shown as stream 32, can be recycled to extraction vessel 14 and / or another extraction vessel (not shown). Recirculation of CO 2 typically provides economic benefits compared to once-through CO 2 use. The purge stream, shown as stream 34, can be used to remove volatile components that can be built up by continuous recycle of CO 2 into the process. Make-up CO 2 can be added to offset the CO 2 loss that occurs through the purge. Make-up CO 2 can be added to the recycle CO 2 stream shown in FIG. 2 by a make-up CO 2 stream 8 added to stream 36 to provide a combined CO 2 stream 38. Alternatively, additional CO 2 can be added to vessel 14 and / or vessel 18 as a separate feed stream (not shown).

図3は、本発明の方法の抽出工程の一実施形態を概略的に説明する。図3において、COを含む流70を、ペレット化微生物バイオマス(図示せず)を含有する抽出容器76中に導入する。場合により、共溶媒(流72として示される)をCO流にポンプ(図示せず)を使用して添加してCOおよび共溶媒を含む組合せ流74を提供する。共溶媒を使用しない場合、流70および流74は同一であり、COのみを含有する。COの、少なくとも1つのPUFAを含むペレット化微生物バイオマスとの接触は容器76中で生じ、実質的にPLを含まない脂質画分を含む抽出物を容器から流78としてCO溶媒および場合により共溶媒とともに取り出す。残留バイオマス(図示せず)は、抽出容器中に残留する。次いで、実質的にPLを含まない脂質画分を含む抽出物を、図2を参照して上記のとおり少なくとも1つの分離容器中で分別することができ、または場合により、実質的にPLを含まない脂質画分を抽出物からCOおよび場合により共溶媒を排出することにより単離することができる(図示せず)。 FIG. 3 schematically illustrates one embodiment of the extraction process of the method of the present invention. In FIG. 3, a stream 70 containing CO 2 is introduced into an extraction vessel 76 containing pelletized microbial biomass (not shown). Optionally, providing a combination stream 74 containing cosolvent CO 2 and the co-solvent is added using a pump (not shown) to the CO 2 stream (stream shown as 72). If no cosolvent is used, stream 70 and stream 74 are identical and contain only CO 2 . Contact of CO 2 with the pelleted microbial biomass comprising at least one PUFA occurs in vessel 76, and an extract containing a lipid fraction substantially free of PL is streamed from the vessel as CO 2 solvent and optionally Remove with co-solvent. Residual biomass (not shown) remains in the extraction vessel. The extract containing the lipid fraction substantially free of PL can then be fractionated in at least one separation vessel as described above with reference to FIG. 2 or, optionally, substantially free of PL. The non-lipid fraction can be isolated from the extract by draining CO 2 and optionally the co-solvent (not shown).

上記一次抽出からの残留バイオマスは、PLを含む。この残留バイオマスを極性抽出溶媒、例えば極性有機溶媒、例えば塩化メチレンまたはCOを含む混合溶媒および極性共溶媒、例えばアルコールにより2度目に抽出して中性脂肪を含まないPL画分を得ることができる。極性溶媒は、例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、および/または2−プロパノールを含み得る。PLを含む残留バイオマスおよび抽出PL画分は、水産養殖飼料としての使用に好適であり得る。 The residual biomass from the primary extraction contains PL. This residual biomass may be extracted a second time with a polar extraction solvent such as a polar organic solvent such as methylene chloride or CO 2 and a polar co-solvent such as alcohol to obtain a neutral fat free PL fraction. it can. The polar solvent can include, for example, methanol, ethanol, 1-propanol, and / or 2-propanol. Residual biomass containing PL and the extracted PL fraction may be suitable for use as aquaculture feed.

本明細書に記載のCOベースの抽出プロセスは、慣用の有機溶媒ベースのプロセスに対していくつかの利点を提供する。例えば、COは、非毒性、非可燃性、環境に優しく、容易に入手可能であり、安価である。CO(T=31.1℃)は、熱的に不安定な脂質を微生物バイオマスから比較的低い温度において抽出して油中の脂質分解を最小化し得る。抽出脂質は、有機溶媒をストリッピングさせるための熱処理を介してではなく、COを加圧抽出物から簡単に排出することによりCO溶媒から単離することができる。リファインド脂質画分は、実質的にPLを含まない脂質画分を含む抽出物から単離することができる。PLを含有する残留微生物バイオマスは、例えば、水産養殖飼料のための販売可能な副産物である。PLは、残留微生物バイオマスから中性脂肪が枯渇した比較的純粋な副産物として抽出することができる。実質的にPLを含まない抽出中性脂肪画分は、分別して実質的にPLを含まない脂質画分に対してFFAおよびDAGが富化された(TAGが枯渇した)脂質画分ならびに実質的にPLを含まない脂質画分に対してTAGが富化された(FFAおよびDAGが枯渇した)リファインド脂質組成物を生成することができる。 CO 2 based extraction processes described herein provide several advantages over conventional organic solvent based processes. For example, CO 2 is non-toxic, non-flammable, environmentally friendly, readily available and inexpensive. CO 2 (T c = 31.1 ° C.) can extract thermally labile lipids from microbial biomass at a relatively low temperature to minimize lipolysis in oil. Extracted lipids can be isolated from the CO 2 solvent by simply venting the CO 2 from the pressurized extract rather than through a heat treatment to strip the organic solvent. The refined lipid fraction can be isolated from an extract containing a lipid fraction that is substantially free of PL. Residual microbial biomass containing PL is, for example, a marketable by-product for aquaculture feed. PL can be extracted from residual microbial biomass as a relatively pure byproduct depleted in neutral fat. Extracted neutral fat fraction that is substantially free of PL is fractionated into a lipid fraction enriched in FFA and DAG (TAG depleted) and substantially in contrast to a lipid fraction that is substantially free of PL. Refined lipid compositions can be produced that are enriched in TAG (FFA and DAG depleted) relative to the lipid fraction that does not contain PL.

蒸留工程は、短行程蒸留(SPD)蒸留器を介する抽出微生物油(例えば、リファインド脂質組成物)の少なくとも1回の通過を含む。市販のSPD蒸留器は、化学エンジニアリングの技術分野において周知である。好適な蒸留器は、例えば、Pope Scientific(Saukville,WI)から入手可能である。SPD蒸留器は、蒸発器および凝縮器を含む。典型的な蒸留は、蒸発器の温度、凝縮器の温度、蒸留器中への油のフィード速度および蒸発器の真空レベルにより制御する。   The distillation step includes at least one pass of extracted microbial oil (eg, a refined lipid composition) through a short path distillation (SPD) still. Commercially available SPD distillers are well known in the chemical engineering art. Suitable distillers are available from, for example, Pope Scientific (Saukville, WI). The SPD distiller includes an evaporator and a condenser. Typical distillation is controlled by evaporator temperature, condenser temperature, oil feed rate into the evaporator and evaporator vacuum level.

当業者が認識するとおり、SPD蒸留器を介する通過の数は、抽出油の水分のレベルに依存する。含水率が低ければ、SPD蒸留器を介する単一の通過で十分であり得る。   As those skilled in the art will appreciate, the number of passes through the SPD still depends on the moisture level of the extracted oil. If the moisture content is low, a single pass through the SPD still may be sufficient.

しかしながら、好ましくは、蒸留は、SPD蒸発器を介する抽出油(例えば、リファインド脂質組成物)の2回以上の連続通過を含む複数回通過プロセスである。第1の通過は、典型的には、約1から50torr圧、好ましくは、約5から30torr圧下で、蒸発器の比較的低い表面温度、例えば、約100から150℃で実施する。このことは、残留水および低分子量有機材料が蒸留されるため、脱水油をもたらす。次いで、脱水油を蒸発器のより高温およびより低圧において蒸留器を介して通過させてステロールが濃縮された蒸留物画分およびTAG含有画分(すなわち、脂質含有画分)を提供する。   Preferably, however, the distillation is a multi-pass process involving two or more successive passes of the extracted oil (eg, refined lipid composition) via an SPD evaporator. The first pass is typically carried out at a relatively low surface temperature of the evaporator, for example about 100 to 150 ° C., under a pressure of about 1 to 50 torr, preferably about 5 to 30 torr. This results in dehydrated oil because residual water and low molecular weight organic material are distilled. The dehydrated oil is then passed through the distiller at higher and lower pressures in the evaporator to provide a distillate fraction and a TAG-containing fraction (ie, lipid-containing fraction) enriched in sterols.

一部の実施形態において、抽出油はSPD条件下での蒸留後に除去することができるステロール画分を含む。より具体的には、抽出油がステロール画分を含む場合、短行程蒸留条件下での少なくとも1回の蒸留は、ステロールを含む蒸留物画分および短行程蒸留に供されなかった抽出油中のステロールの量と比較して低減した量のステロールを含む脂質含有画分をもたらす。上記考察のとおり、ステロール画分は、スチグマステロール、エルゴステロール、ブラシカステロール、カンペステロール、β−シトステロールおよびデスモステロールからなる群から選択される1つ以上のステロールを含み得る。   In some embodiments, the extracted oil comprises a sterol fraction that can be removed after distillation under SPD conditions. More specifically, if the extract oil contains a sterol fraction, at least one distillation under short path distillation conditions may result in a distillate fraction containing sterol and an extract oil that has not been subjected to short path distillation. This results in a lipid-containing fraction containing a reduced amount of sterol compared to the amount of sterol. As discussed above, the sterol fraction may comprise one or more sterols selected from the group consisting of stigmasterol, ergosterol, brassicasterol, campesterol, β-sitosterol and desmosterol.

TAG含有脂質画分の追加の通過は、蒸留器を介して行ってさらなるステロールを除去することができる。それぞれの追加の通過について、蒸留温度は、直前の蒸留の温度に対して増加させることができる。好ましくは、ステロール画分の量の低減が、ステロール含有微生物油のステロール画分と比較して少なくとも約40%〜70%、好ましくは、少なくとも約70%〜80%、より好ましくは、約80%超になるように十分な通過を実施する。   Additional passage of the TAG-containing lipid fraction can be done through a still to remove additional sterols. For each additional pass, the distillation temperature can be increased relative to the temperature of the previous distillation. Preferably, the reduction in the amount of sterol fraction is at least about 40% to 70%, preferably at least about 70% to 80%, more preferably about 80% compared to the sterol fraction of the sterol-containing microbial oil. Make enough passes to be super.

好ましくは、SPD条件は、30mTorr以下、好ましくは、5mTorr以下の真空レベルにおけるステロール含有微生物油(すなわち、リファインド脂質組成物)の少なくとも1回の通過を含む。好ましくは、SPD条件は、約220から300℃、好ましくは、約240から280℃における少なくとも1回の通過を含む。   Preferably, the SPD conditions comprise at least one pass of a sterol-containing microbial oil (ie, a refined lipid composition) at a vacuum level of 30 mTorr or less, preferably 5 mTorr or less. Preferably, the SPD conditions comprise at least one pass at about 220 to 300 ° C, preferably about 240 to 280 ° C.

したがって、例えば、一実施形態において、抽出油は、(i)少なくとも1つのPUFAを含み、(溶媒により処理されていないペレット化微生物バイオマスの油組成物に対して)TAGが富化され;(ii)少なくとも300mg/100gのステロール画分を含むリファインド脂質組成物である。SPD条件下で少なくとも1回蒸留に供した場合、蒸留は、ステロールを含む蒸留物画分およびSPDに供されなかったリファインド脂質組成物と比較して改善された澄明性を有する低減したステロール画分を有するTAGを含む脂質含有画分を生成する。改善された澄明性は、油の混濁性または不透明性の欠落を指す。ステロール含有微生物油は、約10℃未満の温度における貯蔵時に、低温における油中のステロールの低減した溶解度に起因して混濁する。蒸発プロセスは、得られる脂質含有画分が低減した量の存在するステロールを有し、したがって約10℃における貯蔵時に澄明なままであるか、または実質的に澄明であるようにステロール画分の実質的部分を除去するように作用する。油の澄明性を評価するために使用することができる試験法は、American Oil Chemists’Society(AOCS)Official Method Cc 11−53(“Cold Test”,Official Methods and Recommended Practices of the AOCS,6th ed.,Urbana,IL,AOCS,2009、参照により本明細書に組み込まれる)である。 Thus, for example, in one embodiment, the extracted oil is (i) enriched with TAG (relative to the oil composition of pelleted microbial biomass that has not been treated with a solvent), comprising at least one PUFA; ) A refined lipid composition comprising at least 300 mg / 100 g of sterol fraction. When subjected to at least one distillation under SPD conditions, the distillation is a reduced sterol fraction with improved clarity compared to a distillate fraction containing sterol and a refined lipid composition not subject to SPD. A lipid-containing fraction containing TAG having a fraction is generated. Improved clarity refers to a lack of turbidity or opacity of the oil. Sterol-containing microbial oils become cloudy when stored at temperatures below about 10 ° C. due to the reduced solubility of sterols in the oil at low temperatures. The evaporation process is such that the resulting lipid-containing fraction has a reduced amount of sterol present and thus remains clear or substantially clear upon storage at about 10 ° C. It acts to remove the target part. Test methods that can be used to evaluate the clear of oil, American Oil Chemists'Society (AOCS) Official Method Cc 11-53 ( "Cold Test", Official Methods and Recommended Practices of the AOCS, 6 th ed , Urbana, IL, AOCS, 2009, incorporated herein by reference).

驚くべきことに、蒸留プロセスにおけるステロールの除去は、PUFA、例えばEPAリッチの油の顕著な分解なしで達成することができる。油の分解は、PUFA含有率およびクロマトグラフィープロファイリング(以下実施例23に実証)に基づき評価することができる。   Surprisingly, the removal of sterols in the distillation process can be achieved without significant degradation of PUFAs, such as EPA rich oils. Oil degradation can be assessed based on PUFA content and chromatographic profiling (hereinafter demonstrated in Example 23).

脂質含有画分の回収は、蒸発器を介する通過の完了後に画分を好適な容器に迂回させることにより達成することができる。   Collection of the lipid-containing fraction can be accomplished by diverting the fraction to a suitable container after completion of passage through the evaporator.

抽出微生物油またはその生成物(例えば、脂質含有画分)中の脂肪酸は、典型的には、生物学的形態、例えばトリグリセリドまたはリン脂質である。これらの形態の脂肪酸プロファイルを富化することは困難であるため、微生物油の個々の脂肪酸は、通常、当業者に周知の技術を使用するエステル交換により遊離させる。脂肪酸エステル混合物はエステル交換前の微生物油と実質的に同一の脂肪酸プロファイルを有するため、エステル交換プロセスの生成物は、依然として、典型的には、未濃縮微生物油(すなわち、エステル形態)とみなされる。   The fatty acid in the extracted microbial oil or product thereof (eg, a lipid-containing fraction) is typically in a biological form, such as a triglyceride or phospholipid. Because it is difficult to enrich these forms of fatty acid profiles, the individual fatty acids of microbial oils are usually liberated by transesterification using techniques well known to those skilled in the art. Since the fatty acid ester mixture has substantially the same fatty acid profile as the microbial oil prior to transesterification, the product of the transesterification process is still typically considered as unconcentrated microbial oil (ie, ester form). .

TFAの重量%として計測して30から70重量%の所望のPUFAを含む微生物油(微生物油は、油として乾燥細胞重量の25%を超過して蓄積する含油微生物から得られる)の富化は、油の重量%として計測して少なくとも70重量%の所望のPUFAを含む油濃縮物(すなわち、「油濃縮物」)をもたらす。具体的には、微生物油のエチルまたは他のエステルは、所望のPUFA(例えば、LA、EDA、GLA、DGLA、ARA、DTA、DPAn−6、ALA、STA、ETrA、ETA、EPA、DPAn−3、DHA)を富化することができ、当技術分野において一般に使用される方法、例えば:分留、尿素アダクト形成、短行程蒸留、向流カラムを用いる超臨界流体分別、超臨界流体クロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー、酵素的分離および銀塩による処理、擬似移動床クロマトグラフィー、実移動床クロマトグラフィーならびにそれらの組合せにより分離することができる。   Enrichment of microbial oils containing 30 to 70% by weight of the desired PUFA, measured as% by weight of TFA (microbial oils are obtained from oleaginous microorganisms that accumulate in excess of 25% of dry cell weight as oil) Resulting in an oil concentrate (ie, “oil concentrate”), measured as weight percent of oil, containing at least 70% by weight of the desired PUFA. Specifically, the ethyl or other ester of the microbial oil is the desired PUFA (eg, LA, EDA, GLA, DGLA, ARA, DTA, DPAn-6, ALA, STA, ETrA, ETA, EPA, DPAn-3 , DHA), and methods commonly used in the art such as: fractional distillation, urea adduct formation, short path distillation, supercritical fluid fractionation using countercurrent columns, supercritical fluid chromatography, It can be separated by liquid chromatography, enzymatic separation and treatment with silver salts, simulated moving bed chromatography, actual moving bed chromatography and combinations thereof.

したがって、例えば、油の重量%として計測して少なくとも70重量%のEPAを含み、実質的にDHAを含まないEPA濃縮物を作製する方法であって:
a)TFAの重量%として計測して30から70重量%のEPAを含み、実質的にDHAを含まない本発明の脂質含有画分をエステル交換すること;および
b)工程(a)のエステル交換油を富化して油重量%として計測して少なくとも70重量%のEPAを含み、実質的にDHAを含まないEPA濃縮物を得ること
含む方法が本明細書に開示される。
Thus, for example, a method of making an EPA concentrate comprising at least 70% by weight of EPA, measured as weight percent of oil, and substantially free of DHA:
a) transesterifying the lipid-containing fraction of the invention comprising 30 to 70% by weight of EPA, measured as wt% of TFA, and substantially free of DHA; and b) transesterification of step (a) Disclosed herein is a method comprising enriching an oil to obtain an EPA concentrate that is measured as oil weight percent and contains at least 70 weight percent EPA and is substantially free of DHA.

例えば、TFAの重量%として計測して58.2%のEPAを含み、実質的にDHAを含まないヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)からの未濃縮精製微生物油(すなわち、脂質含有画分)を、本明細書の実施例27に提供する。この脂質含有画分は、実施例28で尿素アダクト形成法を介して、得られるEPAエチルエステル(EPA−EE)濃縮物が油の重量%として計測して76.5%のEPA−EEを含み、実質的にDHAを含まないように富化する。同様に、実施例29は、液体クロマトグラフィーを介する同一脂質含有画分の富化を実証し、得られるEPA−EE濃縮物は、油の重量%として計測して82.8%または95.4%のEPA−EEを含み、実質的にDHAを含まない。実施例30は、超臨界流体クロマトグラフィーを介する同一脂質含有画分の富化を実証し、油の重量%として計測して85%または89.8%のEPA−EEを含み、実質的にDHAを含まないEPA濃縮物をもたらす。   For example, unconcentrated refined microbial oil (ie, a lipid-containing fraction) from Yarrowia lipolytica that contains 58.2% EPA, measured as weight percent of TFA, and is substantially free of DHA. Provided in Example 27 herein. This lipid-containing fraction contains 76.5% EPA-EE, as measured by weight% oil, of the resulting EPA ethyl ester (EPA-EE) concentrate via urea adduct formation in Example 28. Enrich to be substantially free of DHA. Similarly, Example 29 demonstrates enrichment of the same lipid-containing fraction via liquid chromatography, and the resulting EPA-EE concentrate is 82.8% or 95.4% measured as weight percent oil. % EPA-EE and substantially free of DHA. Example 30 demonstrates enrichment of the same lipid-containing fraction via supercritical fluid chromatography, containing 85% or 89.8% EPA-EE, measured as weight percent of oil, substantially DHA Results in an EPA concentrate free of

TFAの重量%として計測して56.1%のEPAを含み、実質的にDHAを含まないヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)からの代替的な未濃縮SPD精製微生物油(すなわち、脂質含有画分)を、実施例31に提供する。実施例32におけるこの脂質含有画分の富化は、分留を介して行い、それにより油の重量%として計測して73%のEPA−EEを含み、実質的にDHAを含まないEPA濃縮物を生成する。分留は、有利には、油中に存在する低分子量エチルエステル(すなわち、主に実施例32の脂質含有画分中のC18であるが、それに限定されるものではない)の多くを除去する。   Alternative unconcentrated SPD refined microbial oil (ie, lipid-containing fraction) from Yarrowia lipolytica containing 56.1% EPA, measured as wt% TFA, and substantially free of DHA Is provided in Example 31. The enrichment of this lipid-containing fraction in Example 32 is done via fractional distillation, thereby containing 73% EPA-EE, measured as weight percent of oil, and substantially free of DHA. Is generated. Fractionation advantageously removes much of the low molecular weight ethyl ester present in the oil (ie, but not exclusively, C18 in the lipid-containing fraction of Example 32). .

TFAの重量%として計測して54.7%のEPAを含み、実質的にDHA、NDPAおよびHPAを含まないヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)からの代替的な未濃縮SPD精製微生物油(すなわち、脂質含有画分)を、実施例34に提供する。この脂質含有画分の富化は、分留および液体クロマトグラフィーを介して行い、それにより油の重量%として計測して97.4%のEPA−EEを含み、実質的にDHA、NDPAおよびHPAを含まないEPA濃縮物を生成する。当業者は、富化プロセス(例えば、分留、尿素アダクト形成、短行程蒸留、逆流カラムを用いる超臨界流体分別、超臨界流体クロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー、酵素的分離および銀塩による処理、擬似移動床クロマトグラフィー、実移動床クロマトグラフィー)の他の組合せが本発明のEPA濃縮物を生成するために利用することができることを認識すべきである。   An alternative unconcentrated SPD refined microbial oil (ie lipid) from Yarrowia lipolytica containing 54.7% EPA, measured as wt% TFA, and substantially free of DHA, NDPA and HPA Contained fraction) is provided in Example 34. The enrichment of this lipid-containing fraction is performed via fractional distillation and liquid chromatography, thereby containing 97.4% EPA-EE, measured as weight percent oil, substantially consisting of DHA, NDPA and HPA. To produce an EPA concentrate free of. Those skilled in the art will know enrichment processes (eg fractional distillation, urea adduct formation, short path distillation, supercritical fluid fractionation using a reverse flow column, supercritical fluid chromatography, liquid chromatography, enzymatic separation and treatment with silver salts, simulated It should be appreciated that other combinations of moving bed chromatography, actual moving bed chromatography) can be utilized to produce the EPA concentrates of the present invention.

例えば、油の重量%として計測して少なくとも70重量%のEPAを含み、実質的にDHAを含まないEPA濃縮物を作製することが特に有利であり得:前記方法は、(a)TFAの重量%として計測して30から70重量%のEPAを含む脂質含有画分のエステル交換反応;(b)低分子量エチルエステル、すなわち、C14、C16およびC18脂肪酸を含むものの多くの除去のための分留を含む第1の富化プロセス;ならびに(c)尿素アダクト形成、液体クロマトグラフィー、超臨界流体クロマトグラフィー、擬似移動床クロマトグラフィー、実移動床クロマトグラフィーならびにそれらの組合せからなる群から選択される少なくとも1つの追加の富化プロセスを含む。分留の結果としての油試料中の低濃度のC14、C16およびC18脂肪酸は、後続の富化プロセスを促進し得る。   For example, it may be particularly advantageous to produce an EPA concentrate that contains at least 70% by weight of EPA, measured as weight% of oil, and is substantially free of DHA: Transesterification of lipid-containing fractions containing 30 to 70% by weight of EPA, measured as%; (b) Fractionation for removal of many of the low molecular weight ethyl esters, ie those containing C14, C16 and C18 fatty acids And (c) at least selected from the group consisting of urea adduct formation, liquid chromatography, supercritical fluid chromatography, simulated moving bed chromatography, actual moving bed chromatography and combinations thereof Includes one additional enrichment process. Low concentrations of C14, C16 and C18 fatty acids in the oil sample as a result of fractional distillation can facilitate the subsequent enrichment process.

当業者により認識されるとおり、エチルエステル形態の上記のEPA濃縮物のいずれも、所望により他の形態、例えば、メチルエステル、酸もしくはトリアシルグリセリドなど、もしくは任意の他の好適な形態またはその組合せに容易に変換することができる。PUFAのある誘導体から別の誘導体への化学的変換の手段は、周知である。例えば、トリグリセリドは、鹸化により開裂酸のナトリウム塩に、さらに酸性化により遊離脂肪酸に変換することができ、エチルエステルは、グリセロール分解を介してトリグリセリドに再エステル化することができる。したがって、EPA濃縮物は最初にエチルエステルの形態であることが予期される一方、これは決して限定されるものではない。したがって、EPA濃縮物内の油の重量%として計測して少なくとも70重量%のEPAは、遊離脂肪酸、トリアシルグリセロール、エステル、およびそれらの組合せの形態のEPAを指し、エステルは、最も好ましくは、エチルエステルの形態である。   As will be appreciated by those skilled in the art, any of the above EPA concentrates in the ethyl ester form may optionally be in other forms, such as methyl esters, acids or triacylglycerides, or any other suitable form or combination thereof. Can be easily converted. Means of chemical conversion of one derivative of PUFA to another are well known. For example, triglycerides can be converted to the sodium salt of the cleaved acid by saponification and free fatty acids by acidification, and the ethyl ester can be reesterified to the triglyceride via glycerolysis. Thus, while the EPA concentrate is initially expected to be in the ethyl ester form, this is in no way limiting. Thus, at least 70% by weight EPA, measured as the weight percent of oil in the EPA concentrate, refers to EPA in the form of free fatty acids, triacylglycerols, esters, and combinations thereof, and esters are most preferably It is in the form of ethyl ester.

当業者は、所望のPUFA濃縮物が油の重量%として計測して少なくとも70重量%の所望のPUFAを有するように、任意の好ましいレベルの脂質含有画分のPUFA富化をもたらすように処理条件を最適化することができることを認識する(しかし、増加したPUFA純度は、PUFA収率に反比例することが多い)。したがって、当業者は、所望のPUFAの重量%が70%から100%まで(100%を含む)の任意の整数割合(またはその分数)、すなわち、具体的には、油の重量%として計測して70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%および100%の所望のPUFAであり得ることを認識する。   One skilled in the art will recognize that the processing conditions to provide PUFA enrichment of any preferred level of lipid-containing fractions such that the desired PUFA concentrate has at least 70% by weight of the desired PUFA, measured as weight percent of oil. (But increased PUFA purity is often inversely proportional to PUFA yield). Accordingly, those skilled in the art would measure the desired PUFA weight percent as any integer percentage (or fraction thereof) from 70% to 100% (including 100%), ie, specifically, as a weight percent of oil. 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86 %, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% and 100% of the desired PUFA Recognize that.

より具体的には、本発明の一実施形態において、油の重量%として計測して少なくとも80重量%のEPAを含み、実質的にDHAを含まないEPA濃縮物が提供される。別の実施形態において、油の重量%として計測して少なくとも90重量%のEPAを含み、実質的にDHAを含まないEPA濃縮物が提供される。さらに別の実施形態において、油の重量%として計測して少なくとも95重量%のEPAを含み、実質的にDHAを含まないEPA濃縮物が提供される。   More specifically, in one embodiment of the present invention, an EPA concentrate is provided that comprises at least 80% by weight of EPA, measured as weight percent of oil, and is substantially free of DHA. In another embodiment, an EPA concentrate is provided that comprises at least 90% by weight of EPA, measured as weight percent of oil, and is substantially free of DHA. In yet another embodiment, an EPA concentrate is provided that comprises at least 95% by weight of EPA, measured as weight percent of oil, and is substantially free of DHA.

好ましい実施形態において、油の重量%として計測して少なくとも70重量%のEPAを含み、実質的にDHAを含まない上記EPA濃縮物は、実質的にNDPAを含まず、実質的にHPAを含まないとさらに特性決定することができる。   In a preferred embodiment, the EPA concentrate comprises at least 70% by weight of EPA, measured as weight percent of oil, and is substantially free of DHA, substantially free of NDPA and substantially free of HPA. And can be further characterized.

任意の特定の用途に限定されるものではないが、本発明のPUFA濃縮物は、医薬としての使用に特に十分に好適である。当業者に周知のとおり、PUFAは、カプセル剤、錠剤、顆粒剤、飲料中で分散させることができる散剤、または別の固体経口剤形、液体(例えば、シロップ剤)、軟ゲルカプセル剤、コート軟ゲルカプセル剤または他の慣用の剤形、例えばカプセル剤中の経口液体中で投与することができる。カプセル剤は、硬シェル化または軟シェル化のものであり得、ゼラチンまたは獣医源のものであり得る。PUFAは、注射または注入に好適な液体中に含有させることもできる。   Although not limited to any particular application, the PUFA concentrates of the present invention are particularly well suited for pharmaceutical use. As is well known to those skilled in the art, PUFAs can be capsules, tablets, granules, powders that can be dispersed in beverages, or other solid oral dosage forms, liquids (eg, syrups), soft gel capsules, coats It can be administered in soft gel capsules or other conventional dosage forms such as oral liquids in capsules. Capsules can be hard or soft shelled and can be of gelatin or veterinary source. The PUFA can also be contained in a liquid suitable for injection or infusion.

さらに、PUFAは、1つ以上の非活性医薬成分(本明細書において一般に「賦形剤」としても公知)の組合せにより投与することもできる。非活性成分は、例えば、活性成分を安全で簡便、他の点では使用に許容可能な適用可能および有効な製剤に可溶化、懸濁、増粘、希釈、乳化、安定化、保存、保護、着色、フレーバリング、および適合させるように機能する。   In addition, PUFAs can be administered by a combination of one or more non-active pharmaceutical ingredients (commonly known herein as “excipients”). Non-active ingredients are, for example, solubilized, suspended, thickened, diluted, emulsified, stabilized, stored, protected, active ingredients safe and convenient, otherwise acceptable and usable in an acceptable formulation. Functions to color, flavor and adapt.

賦形剤には、限定されるものではないが、界面活性剤、例えばプロピレングリコールモノカプリレート、グリセロールおよび長鎖脂肪酸のポリエチレングリコールエステルの混合物、ポリエトキシ化ヒマシ油、グリセロールエステル、オレオイルマクロゴールグリセリド、プロピレングリコールモノラウレート、プロピレングリコールジカプリレート/ジカプレート、ポリエチレン−ポリプロピレングリコールコポリマーおよびポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、共溶媒、例えばエタノール、グリセロール、ポリエチレングリコール、およびプロピレングリコール、ならびに油、例えばヤシ油、オリーブ油またはベニバナ油が含まれ得る。界面活性剤、共溶媒、油またはそれらの組合せの使用は、一般に、医薬分野において公知であり、当業者に理解されるとおりであるため、任意の好適な界面活性剤を本発明およびその実施形態と同時に使用することができる。   Excipients include, but are not limited to, surfactants such as propylene glycol monocaprylate, mixtures of glycerol and polyethylene glycol esters of long chain fatty acids, polyethoxylated castor oil, glycerol esters, oleoyl macrogol glycerides , Propylene glycol monolaurate, propylene glycol dicaprylate / dicaprate, polyethylene-polypropylene glycol copolymer and polyoxyethylene sorbitan monooleate, cosolvents such as ethanol, glycerol, polyethylene glycol, and propylene glycol, and oils such as palm Oil, olive oil or safflower oil may be included. Since the use of surfactants, co-solvents, oils or combinations thereof is generally known in the pharmaceutical arts and as will be understood by those skilled in the art, any suitable surfactant may be used in the invention and embodiments thereof Can be used at the same time.

組成物の用量濃度、用量スケジュールおよび投与期間は、意図される作用の発現に十分であるべきであり、例えば、剤形、投与経路、症状の重症度、体重、年齢などに応じて適切に調整することができる。組成物は、経口投与する場合、1日当たり3つの分割用量で投与することができるが、組成物は、代替的に、単回用量またはいくつかの分割用量で投与することができる。   The dose concentration of the composition, the dose schedule and the duration of administration should be sufficient for the onset of the intended effect, eg adjusted appropriately depending on the dosage form, route of administration, severity of symptoms, weight, age, etc. can do. While the composition can be administered orally, it can be administered in three divided doses per day, although the composition can alternatively be administered in a single dose or in several divided doses.

少なくとも1つのPUFA、例えばEPA(またはその誘導体)を含む抽出油組成物は、周知の臨床および薬学的価値を有する。例えば、米国特許出願公開第2009−0093543A1号明細書参照。例えば、PUFAを含む脂質組成物を、静脈内栄養補給を受ける患者のために、または栄養失調を防止もしくは治療するために食事代用品または補助品、特に特殊調製粉乳として使用することができる。あるいは、精製PUFA(またはその誘導体)を、通常使用において受容者が食事補給について所望量を受容するように配合された食用油、脂肪またはマーガリン中に取り込むことができる。PUFAは、特殊調製粉乳、栄養補助品または他の食品中にも取り込むことができ、抗炎症またはコレステロール低下剤として使用することができる。場合により、組成物は、ヒトまたは動物のいずれかの薬学的使用に使用することができる。   Extract oil compositions comprising at least one PUFA, such as EPA (or derivatives thereof), have well-known clinical and pharmaceutical values. For example, see US Patent Application Publication No. 2009-0093543A1. For example, a lipid composition comprising PUFA can be used as a meal substitute or supplement, in particular a special formula, for patients receiving intravenous nutrition or to prevent or treat malnutrition. Alternatively, purified PUFA (or a derivative thereof) can be incorporated into an edible oil, fat or margarine formulated to receive the desired amount for dietary supplementation in normal use by the recipient. PUFAs can also be incorporated into special formulas, nutritional supplements or other foods and can be used as anti-inflammatory or cholesterol lowering agents. Optionally, the composition can be used for either human or animal pharmaceutical use.

ヒトまたは動物のPUFAの補給は、添加PUFA、およびそれらの代謝結果のレベルの増加をもたらし得る。例えば、EPAによる治療は、EPAのレベルの増加だけでなく、EPAの下流生成物、例えばエイコサノイド(すなわち、プロスタグランジン、ロイコトリエン、トロンボキサン)、DPAn−3およびDHAのレベルの増加ももたらし得る。複雑な調節機序は、種々のPUFAを組み合わせ、またはPUFAの異なるコンジュゲートを添加してそのような機序を防止、制御または克服して個体における所望レベルの規定のPUFAを達成することを望ましくし得る。   Supplementation of human or animal PUFAs can result in increased levels of added PUFAs and their metabolic consequences. For example, treatment with EPA can result in not only increased levels of EPA, but also increased levels of downstream products of EPA, such as eicosanoids (ie, prostaglandins, leukotrienes, thromboxanes), DPAn-3 and DHA. Complex regulatory mechanisms are desirable to combine various PUFAs or add different conjugates of PUFAs to prevent, control or overcome such mechanisms to achieve the desired level of defined PUFAs in an individual. Can do.

あるいは、PUFA、またはその誘導体は、動物および水産飼料、例えば乾燥飼料、半湿潤および湿潤飼料の合成において利用することができる。それというのも、これらの配合物は、一般に、栄養組成物の少なくとも1〜2%がω−3および/またはω−6PUFAであることを要求するためである。   Alternatively, PUFA, or a derivative thereof, can be utilized in the synthesis of animal and aquatic feeds such as dry feed, semi-moist and wet feed. This is because these formulations generally require that at least 1-2% of the nutritional composition is omega-3 and / or omega-6 PUFA.

本発明を以下の実施例でさらに定義する。これらの実施例は本発明の好ましい実施形態を示しながら、例証としてのみ挙げられるものと理解すべきである。上記考察およびこれらの実施例から、当業者は本発明の本質的特徴を確認してその趣旨および範囲を逸脱することなく本発明の種々の変更および改変を行い、それを種々の使用および条件に適応させることができる。   The invention is further defined in the following examples. It should be understood that these examples are given by way of illustration only, while illustrating preferred embodiments of the present invention. From the above discussion and these examples, those skilled in the art will recognize the essential features of the invention and make various changes and modifications to the invention without departing from its spirit and scope. Can be adapted.

以下の略語が使用される:
「HPLC」は高速液体クロマトグラフィーであり、「ASTM」は、American Society for Testing And Materialsであり、「C」は摂氏であり、「kPa」はキロパスカルであり、「mm」はミリメートルであり、「μm」はマイクロメートルであり、「μL」はマイクロリットルであり、「mL」はミリリットルであり、「L」はリットルであり、「min」は分であり、「mM」はミリモル濃度であり、「mTorr」はミリTorrであり、「cm」はセンチメートルであり、「g」はグラムであり、「wt」は重量であり、「h」または「hr」は時間であり、「temp」または「T」は温度であり、「SS」はステンレス鋼であり、「in」はインチであり、「i.d.」は内径であり、「o.d.」は外径である。
The following abbreviations are used:
“HPLC” is high performance liquid chromatography, “ASTM” is American Society for Testing And Materials, “C” is Celsius, “kPa” is kilopascals, “mm” is millimeters, “Μm” is micrometer, “μL” is microliter, “mL” is milliliter, “L” is liter, “min” is minutes, “mM” is millimolar , “MTorr” is milliTorr, “cm” is centimeter, “g” is gram, “wt” is weight, “h” or “hr” is time, “temp” Or “T” is temperature, “SS” is stainless steel, “in” is inches, “id” is the inner diameter "O.d." is the outer diameter.

材料
バイオマス調製
PUFAを含む種々の量の微生物油を生成するヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)酵母の株について、下述する。バイオマスは2段階流加発酵プロセスで得、次いで下記のとおり下流加工に供した。
Materials Biomass Preparation Yarrowia lipolytica yeast strains that produce various amounts of microbial oil containing PUFA are described below. Biomass was obtained in a two-stage fed-batch fermentation process and then subjected to downstream processing as described below.

ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)株:ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Y8672株の作製は、米国特許出願公開第2010−0317072−A1号明細書に記載されている。Y・リポリティカ(Y.lipolytica)ATCC#20362に由来するY8672株は、δ−9エロンガーゼ/δ−8デサチュラーゼ経路の発現を介して、総脂質に対して約61.8%のEPAを生成し得た。   Yarrowia lipolytica strain: The production of Yarrowia lipolytica strain Y8672 is described in US Patent Application Publication No. 2010-0317072-A1. The Y8672 strain derived from Y. lipolytica ATCC # 20362 can produce about 61.8% EPA to total lipids via expression of the δ-9 elongase / δ-8 desaturase pathway. It was.

野性型ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)ATCC#20362に対するY8672株の最終遺伝子型は、Ura+、Pex3−、unknown1−、unknown2−、unknown3−、unknown4−、unknown5−、unknown6−、unknown7−、unknown8−、Leu+、Lys+、YAT1::ME3S::Pex16、GPD::ME3S::Pex20、GPD::FmD12::Pex20、YAT1::FmD12::Oct、EXP1::FmD12S::ACO、GPAT::EgD9e::Lip2、FBAINm::EgD9eS::Lip2、EXP1::EgD9eS::Lip1、YAT1::EgD9eS::Lip2、FBAINm::EgD8M::Pex20、FBAIN::EgD8M::Lip1、EXP1::EgD8M::Pex16、GPD::EaD8S::Pex16(2コピー)、YAT1::E389D9eS/EgD8M::Lip1、YAT1::EgD9ES/EgD8M::Aco、FBAIN::EgD5SM::Pex20、YAT1::EgD5SM::Aco、GPM::EgD5SM::Oct、EXP1::EgD5M::Pex16、EXP1::EgD5SM::Lip1、YAT1::EaD5SM::Oct、YAT1::PaD17S::Lip1、EXP1::PaD17::Pex16、FBAINm::PaD17::Aco、GPD::YlCPT1::Aco、およびYAT1::MCS::Lip1であった。   The final genotype of the Y8672 strain against wild type Yarrowia lipolytica ATCC # 20362 is Ura +, Pex3-, unknown1-, unknown2-, unknown4-, unknown5-, unknown-7, unknown, Leu +, Lys +, YAT1 :: ME3S :: Pex16, GPD :: ME3S :: Pex20, GPD :: FmD12 :: Pex20, YAT1 :: FmD12 :: Oct, EXP1 :: FmD12S :: ACO, GPAT :: EgD9e :: Lip2, FBAINm :: EgD9eS :: Lip2, EXP1 :: EgD9eS :: Lip1, YAT1 :: EgD9eS :: Lip2, FB INm :: EgD8M :: Pex20, FBAIN :: EgD8M :: Lip1, EXP1 :: EgD8M :: Pex16, GPD :: EaD8S :: Pex16 (2 copies), YAT1 :: E389D9eS / EgD8M :: Lip1, YAT1 :: Eg9 / EgD8M :: Aco, FBAIN :: EgD5SM :: Pex20, YAT1 :: EgD5SM :: Aco, GPM :: EgD5SM :: Oct, EXP1 :: EgD5M :: Pex16, EXP1 :: EgD5SM :: Lip1, YAT1 :: EaDSM :: Oct, YAT1 :: PaD17S :: Lip1, EXP1 :: PaD17 :: Pex16, FBAINm :: PaD17 :: Aco, GPD :: YlCPT1 :: Aco, and YAT1 :: MCS :: Li p1.

上記発現カセットの構造は、簡易表記体系「X::Y::Z」により表され、Xはプロモーター断片を記載し、Yは遺伝子断片を記載し、Zはターミネーター断片を記載し、それらは全て互いに作動的に連結する。略称は、以下のとおりである:FmD12は、フザリウム・モニリフォルメ(Fusarium moniliforme)δ−12デサチュラーゼ遺伝子[米国特許第7,504,259号明細書]であり;FmD12Sは、F.モニリフォルメ(F.moniliforme)[米国特許第7,504,259号明細書]に由来するコドン最適化δ−12デサチュラーゼ遺伝子であり;ME3Sは、モルティエラ・アルピナ(Mortierella alpina)[米国特許第7,470,532号明細書]に由来するコドン最適化C16/18エロンガーゼ遺伝子であり;EgD9eは、ユーグレナ・グラシリス(Euglena gracilis)δ−9エロンガーゼ遺伝子[米国特許第7,645,604号明細書]であり;EgD9eSは、E.グラシリス(E.gracilis)[米国特許第7,645,604号明細書]に由来するコドン最適化δ−9エロンガーゼ遺伝子であり;EgD8Mは、E.グラシリス(E.gracilis)[米国特許第7,256,033号明細書]に由来する合成突然変異体δ−8デサチュラーゼ遺伝子[米国特許第7,709,239号明細書]であり;EaD8Sは、ユーグレナ・アナベナ(Euglena Anabaena)[米国特許第7,790,156号明細書]に由来するコドン最適化δ−8デサチュラーゼ遺伝子であり;E389D9eS/EgD8Mは、ユートレプチエラ(Eutreptiella)種CCMP389 δ−9エロンガーゼ(米国特許第7,645,604号明細書)に由来するコドン最適化δ−9エロンガーゼ遺伝子(「E389D9eS」)と、δ−8デサチュラーゼ「EgD8M」(前出)[米国特許出願公開第2008−0254191−A1号明細書]とを連結させて作出されたDGLAシンターゼであり;EgD9ES/EgD8Mは、δ−9エロンガーゼ「EgD9eS」(前出)とδ−8デサチュラーゼ「EgD8M」(前出)[米国特許出願公開第2008−0254191−A1号明細書]とを連結させて作出されたDGLAシンターゼであり;EgD5MおよびEgD5SMは、E.グラシリス(E.gracilis)[米国特許第7,678,560号明細書]に由来する合成突然変異体δ−5デサチュラーゼ遺伝子[米国特許出願公開第2010−0075386−A1号明細書]であり;EaD5SMは、E.アナベナ(E.Anabaena)[米国特許第7,943,365号明細書]に由来する合成突然変異体δ−5デサチュラーゼ遺伝子であり[米国特許出願公開第2010−0075386−A1号明細書];PaD17は、ピシウム・アファニデルマタム(Pythium aphanidermatum)δ−17デサチュラーゼ遺伝子[米国特許第7,556,949号明細書]であり;PaD17Sは、P.アファニデルマタム(P.aphanidermatum)[米国特許第7,556,949号明細書]に由来するコドン最適化δ−17デサチュラーゼ遺伝子であり;YlCPT1は、Y.リポリティカ(Y.lipolytica)ジアシルグリセロールコリンホスホトランスフェラーゼ遺伝子[米国特許第7,932,077号明細書]であり;MCSは、リゾビウム・レグミノサルム(Rhizobium leguminosarum)bv.viciae 3841[米国特許出願公開第2010−0159558−A1号明細書]に由来するコドン最適化マロニル−CoAシンセターゼ遺伝子である。 The structure of the expression cassette is represented by a simplified notation system “X :: Y :: Z”, where X describes a promoter fragment, Y describes a gene fragment, Z describes a terminator fragment, Operatively connected to each other. Abbreviations are as follows: FmD12 is the Fusarium moniliform δ-12 desaturase gene [US Pat. No. 7,504,259]; Codon-optimized δ-12 desaturase gene derived from F. moniliform [US Pat. No. 7,504,259]; ME3S is Mortierella alpina [US Pat. No. 7,470]. , 532] codon-optimized C 16/18 elongase gene; EgD9e is the Euglena gracilis δ-9 elongase gene [US Pat. No. 7,645,604]. Yes; EgD9eS is E.D. A codon-optimized δ-9 elongase gene derived from E. gracilis [US Pat. No. 7,645,604]; A synthetic mutant δ-8 desaturase gene [US Pat. No. 7,709,239] derived from E. gracilis [US Pat. No. 7,256,033]; EaD8S is E389D9eS / EgD8M is a Eutroptiella sp. CCMP389 δ-9 elongase (Euglena Anabena) [U.S. Pat. No. 7,790,156] is a codon optimized δ-8 desaturase gene; Codon-optimized δ-9 elongase gene (“E389D9eS”) from US Pat. No. 7,645,604) and δ-8 desaturase “EgD8M” (supra) [US Patent Application Publication No. 2008-0254191. -A1 specification] EgD9ES / EgD8M is a δ-9 elongase “EgD9eS” (supra) and a δ-8 desaturase “EgD8M” (supra) [US Patent Application Publication No. 2008-0254191-A1. DGLA synthase produced by ligation of EgD5M and EgD5SM. A synthetic mutant δ-5 desaturase gene derived from E. gracilis [US Pat. No. 7,678,560] [US Patent Application Publication No. 2010-0075386-A1]; EaD5SM E. A synthetic mutant δ-5 desaturase gene derived from E. Annabaena [US Pat. No. 7,943,365] [US Patent Application Publication No. 2010-0075386-A1]; PaD17 Is the Pythium aphanidermatum δ-17 desaturase gene [US Pat. No. 7,556,949]; A codon-optimized δ-17 desaturase gene derived from P. aphanidermatum [US Pat. No. 7,556,949]; Y. lipolytica diacylglycerol choline phosphotransferase gene [US Pat. No. 7,932,077]; MCS is Rhizobium leguminosarum bv. Codon-optimized malonyl-CoA synthetase gene derived from Viciae 3841 [US Patent Application Publication No. 2010-0159558-A1].

Y8672株の総脂質含有率および組成の詳述な分析のために、細胞を2段階で合計7日間成長させるフラスコアッセイを実施した。分析に基づいて、Y8672株は3.3g/Lの乾燥細胞重量[「DCW」]を生成し、細胞の総脂質含有率は26.5[「TFA%DCW」]であり、乾燥細胞重量のパーセントとしてのEPA含有率[「EPA%DCW」]は16.4であり、それぞれの脂肪酸濃度をTFAの重量パーセント[「%TFA」]とする脂質プロファイルは以下のとおりであった:16:0(パルミテート)は2.3、16:1(パルミトレイン酸)は0.4、18:0(ステアリン酸)は2.0、18:1(オレイン酸)は4.0、18:2(LA)は16.1、ALAは1.4、EDAは1.8、DGLAは1.6、ARAは0.7、ETrAは0.4、ETAは1.1、EPAは61.8、その他は6.4。   For a detailed analysis of the total lipid content and composition of the Y8672 strain, a flask assay was performed in which cells were grown in two stages for a total of 7 days. Based on the analysis, the Y8672 strain produced a dry cell weight of 3.3 g / L [“DCW”], the total lipid content of the cells was 26.5 [“TFA% DCW”], and the dry cell weight of The EPA content as a percentage [“EPA% DCW”] was 16.4 and the lipid profile with the respective fatty acid concentration as the weight percent of TFA [“% TFA”] was as follows: 16: 0 (Palmitate) is 2.3, 16: 1 (palmitoleic acid) is 0.4, 18: 0 (stearic acid) is 2.0, 18: 1 (oleic acid) is 4.0, 18: 2 (LA) 16.1, ALA 1.4, EDA 1.8, DGLA 1.6, ARA 0.7, ETrA 0.4, ETA 1.1, EPA 61.8, others 6 .4.

ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Y9502株の作製は、参照により全体として本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第2010−0317072−A1号明細書に記載されている。Y・リポリティカ(Y.lipolytica)ATCC#20362に由来するY9502株は、δ−9エロンガーゼ/δ−8デサチュラーゼ経路の発現を介して、総脂質に対して約57.0%のEPAを生成し得た。   The production of Yarrowia lipolytica strain Y9502 is described in US Patent Application Publication No. 2010-0317072-A1, which is incorporated herein by reference in its entirety. The Y9502 strain derived from Y. lipolytica ATCC # 20362 can produce about 57.0% EPA with respect to total lipids via expression of the δ-9 elongase / δ-8 desaturase pathway. It was.

野生型Y・リポリティカ(Y.lipolytica)ATCC#20362に対するY9502株の最終遺伝子型は、Ura+、Pex3−、unknown1−、unknown2−、unknown3−、unknown4−、unknown5−、unknown6−、unknown7−、unknown8−、unknown9−、unknown10−、YAT1::ME3S::Pex16、GPD::ME3S::Pex20、YAT1::ME3S::Lip1、FBAINm::EgD9eS::Lip2、EXP1::EgD9eS::Lip1、GPAT::EgD9e::Lip2、YAT1::EgD9eS::Lip2、FBAINm::EgD8M::Pex20、EXP1::EgD8M::Pex16、FBAIN::EgD8M::Lip1、GPD::EaD8S::Pex16(2コピー)、YAT1::E389D9eS/EgD8M::Lip1、YAT1::EgD9eS/EgD8M::Aco、FBAINm::EaD9eS/EaD8S::Lip2、GPD::FmD12::Pex20、YAT1::FmD12::Oct、EXP1::FmD12S::Aco、GPDIN::FmD12::Pex16、EXP1::EgD5M::Pex16、FBAIN::EgD5SM::Pex20、GPDIN::EgD5SM::Aco、GPM::EgD5SM::Oct、EXP1::EgD5SM::Lip1、YAT1::EaD5SM::Oct、FBAINm::PaD17::Aco、EXP1::PaD17::Pex16、YAT1::PaD17S::Lip1、YAT1::YICPT::Aco、YAT1::MCS::Lip1、FBA::MCS::Lip1、YAT1::MaLPAAT1S::Pex16であった。   The final genotype of strain Y9502 against wild-type Y. lipolytica ATCC # 20362 is Ura +, Pex3-, unknown1-, unknown2-, unknown4-, unknown5-, unknown6-, unknown7-, unknown8- , Unknown9-, unknown10-, YAT1 :: ME3S :: Pex16, GPD :: ME3S :: Pex20, YAT1 :: ME3S :: Lip1, FBAINm :: EgD9eS :: Lip2, EXP1 :: EgD9eS :: Lip1, GPAT: EgD9e :: Lip2, YAT1 :: EgD9eS :: Lip2, FBAINm :: EgD8M :: Pex20, EXP1 :: EgD8M :: Pex1 , FBAIN :: EgD8M :: Lip1, GPD :: EaD8S :: Pex16 (2 copies), YAT1 :: E389D9eS / EgD8M :: Lip1, YAT1 :: EgD9eS / EgD8M :: Aco, FBAINm :: EaD9eS: EaD8: S , GPD :: FmD12 :: Pex20, YAT1 :: FmD12 :: Oct, EXP1 :: FmD12S :: Aco, GPIN :: FmD12 :: Pex16, EXP1 :: EgD5M :: Pex16, FBAIN :: EgD5SM :: Pex20, GPIN :: EgD5SM :: Aco, GPM :: EgD5SM :: Oct, EXP1 :: EgD5SM :: Lip1, YAT1 :: EaD5SM :: Oct, FBAINm :: PaD17 :: Aco, EXP1: PaD17 :: Pex16, YAT1 :: PaD17S :: Lip1, YAT1 :: YICPT :: Aco, YAT1 :: was MCS :: Lip1, FBA :: MCS :: Lip1, YAT1 :: MaLPAAT1S :: Pex16.

上記定義されていない略語は、以下のとおり:EaD9eS/EgD8Mは、ユーグレナ・アナベナ(Euglena anabaena)δ−9エロンガーゼ[米国特許第7,794,701号明細書]に由来するコドン最適化δ−9エロンガーゼ遺伝子(「EaD9eS」)とδ−8デサチュラーゼ「EgD8M」(前出)[米国特許出願公開第2008−0254191−A1号明細書]とを連結させて作出されたDGLAシンターゼであり;MaLPAAT1Sは、モルティエラ・アルピナ(Mortierella alpina)米国特許第7,879,591号明細書]に由来するコドン最適化リゾホスファチジン酸アシルトランスフェラーゼ遺伝子である。   Abbreviations not defined above are as follows: EaD9eS / EgD8M is a codon optimized δ-9 derived from Euglena anabena δ-9 elongase [US Pat. No. 7,794,701]. MaLPAAT1S is a DGLA synthase produced by linking an elongase gene (“EaD9eS”) and a δ-8 desaturase “EgD8M” (supra) [US Patent Application Publication No. 2008-0254191-A1]; Codon-optimized lysophosphatidic acid acyltransferase gene derived from Mortierella alpina (US Pat. No. 7,879,591).

Y9502株の総脂質含有率および組成の詳述な分析のために、細胞を2段階で合計7日間成長させるフラスコアッセイを実施した。分析に基づいて、Y9502株は3.8g/Lの乾燥細胞重量[「DCW」]を生成し、細胞の総脂質含有率は37.1[「TFA%DCW」]であり、乾燥細胞重量のパーセントとしてのEPA含有率[「EPA%DCW」]は21.3であり、それぞれの脂肪酸濃度をTFAの重量パーセント[「%TFA」]とする脂質プロファイルは以下のとおりであった:16:0(パルミテート)は2.5、16:1(パルミトレイン酸)は0.5、18:0(ステアリン酸)は2.9、18:1(オレイン酸)は5.0、18:2(LA)は12.7、ALAは0.9、EDAは3.5、DGLAは3.3、ARAは0.8、ETrAは0.7、ETAは2.4、EPAは57.0、その他は7.5。   For a detailed analysis of the total lipid content and composition of the Y9502 strain, a flask assay was performed in which cells were grown in two stages for a total of 7 days. Based on the analysis, the Y9502 strain produced a dry cell weight [“DCW”] of 3.8 g / L, the total lipid content of the cells was 37.1 [“TFA% DCW”], The EPA content as a percentage [“EPA% DCW”] was 21.3, and the lipid profile with the respective fatty acid concentration as the weight percent of TFA [“% TFA”] was as follows: 16: 0 (Palmitate) is 2.5, 16: 1 (palmitoleic acid) is 0.5, 18: 0 (stearic acid) is 2.9, 18: 1 (oleic acid) is 5.0, 18: 2 (LA) 12.7, ALA 0.9, EDA 3.5, DGLA 3.3, ARA 0.8, ETrA 0.7, ETA 2.4, EPA 57.0, others 7 .5.

Y・リポリティカ(Y.lipolytica)ATCC#20362に由来し、δ−9エロンガーゼ/δ−8デサチュラーゼ経路の発現を介して、28〜32%の総脂質含有率[「TFA%DCW」]を有する総脂質に対して約50〜52%のEPAを生成し得るヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Y4305F1B1株の作製は、参照により全体として本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第2011−0059204−A1号明細書に記載されている。具体的には、Y4305F1B1株は、開示が全体として本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第2008−0254191号明細書の一般的方法(General Methods)において既に記載されているY・リポリティカ(Y.lipolytica)Y4305株に由来する。   Total derived from Y. lipolytica ATCC # 20362 and having a total lipid content [“TFA% DCW”] of 28-32% via expression of the δ-9 elongase / δ-8 desaturase pathway The production of Yarrowia lipolytica strain Y4305F1B1 capable of producing about 50-52% EPA with respect to lipid is described in US Patent Application Publication No. 2011-0059204-A1, which is incorporated herein by reference in its entirety. It is described in the specification. Specifically, the Y4305F1B1 strain has been previously described in Y. Lipolytica (Y.P.) as previously described in US 2008-0254191 (General Methods), the disclosure of which is incorporated herein in its entirety. lipolytica) derived from the Y4305 strain.

野生型Y・リポリティカ(Y.lipolytica)ATCC#20362に対するY4305株の最終遺伝子型は、SCP2−(YALI0E01298g)、YALI0C18711g−、Pex10−、YALI0F24167g−、unknown1−、unknown3−、unknown8−、GPD::FmD12::Pex20、YAT1::FmD12::OCT、GPM/FBAIN::FmD12S::OCT、EXP1::FmD12S::Aco、YAT1::FmD12S::Lip2、YAT1::ME3S::Pex16、EXP1::ME3S::Pex20(3コピー)、GPAT::EgD9e::Lip2、EXP1::EgD9eS::Lip1、FBAINm::EgD9eS::Lip2、FBA::EgD9eS::Pex20、GPD::EgD9eS::Lip2、YAT1::EgD9eS::Lip2、YAT1::E389D9eS::OCT、FBAINm::EgD8M::Pex20、FBAIN::EgD8M::Lip1(2コピー)、EXP1::EgD8M::Pex16、GPDIN::EgD8M::Lip1、YAT1::EgD8M::Aco、FBAIN::EgD5::Aco、EXP1::EgD5S::Pex20、YAT1::EgD5S::Aco、EXP1::EgD5S::ACO、YAT1::RD5S::OCT、YAT1::PaD17S::Lip1、EXP1::PaD17::Pex16、FBAINm::PaD17::Aco、YAT1::YlCPT1::ACO、GPD::YlCPT1::ACOであった。   The final genotype of the Y4305 strain against wild-type Y. lipolytica ATCC # 20362 is SCP2- (YALI0E01298g), YALI0C18711g-, Pex10-, YALI0F24167g-, unknown1-, unknPD8: munkPD8: :: Pex20, YAT1 :: FmD12 :: OCT, GPM / FBAIN :: FmD12S :: OCT, EXP1 :: FmD12S :: Aco, YAT1 :: FmD12S :: Lip2, YAT1 :: ME3S :: Pex16, EXP1 :: ME3S :: Pex20 (3 copies), GPAT :: EgD9e :: Lip2, EXP1 :: EgD9eS :: Lip1, FBAINm :: EgD9eS :: Lip2 FBA :: EgD9eS :: Pex20, GPD :: EgD9eS :: Lip2, YAT1 :: EgD9eS :: Lip2, YAT1 :: E389D9eS :: OCT, FBAINm :: EgD8M :: Pex20, FBAIN :: EgD8M :: Lip1 ), EXP1 :: EgD8M :: Pex16, GPIN :: EgD8M :: Lip1, YAT1 :: EgD8M :: Aco, FBAIN :: EgD5 :: Aco, EXP1 :: EgD5S :: Pex20, YAT1 :: EgD5S :: Aco, EXP1 :: EgD5S :: ACO, YAT1 :: RD5S :: OCT, YAT1 :: PaD17S :: Lip1, EXP1 :: PaD17 :: Pex16, FBAINm :: PaD17 :: Aco, YAT1 :: YlCPT1 : ACO, was GPD :: YlCPT1 :: ACO.

上記定義されていない略語は、以下のとおり:EgD5は、ユーグレナ・グラシリス(Euglena gracilis)δ−5デサチュラーゼであり[米国特許第7,678,560号明細書];EgD5Sは、E.グラシリス(E.gracilis)[米国特許第7,678,560号明細書]に由来するコドン最適化δ−5デサチュラーゼ遺伝子であり;RD5Sは、ペリジニウム種(Peridinium sp.)CCMP626[米国特許第7,695,950号明細書]に由来するコドン最適化δ−5デサチュラーゼである。   Abbreviations not defined above are as follows: EgD5 is Euglena gracilis δ-5 desaturase [US Pat. No. 7,678,560]; Codon-optimized δ-5 desaturase gene from E. gracilis [US Pat. No. 7,678,560]; RD5S is a Peridinium sp. CCMP 626 [US Pat. 695,950]] is a codon optimized δ-5 desaturase.

Y4305細胞の総脂質含有率は27.5[「TFA%DCW」]であり、脂質プロファイルは以下のとおりであり、それぞれの脂肪酸の濃度はTFAの重量パーセント[「%TFA」]としてである:16:0(パルミテート)は2.8、16:1(パルミトレイン酸)は0.7であり、18:0(ステアリン酸)は1.3、18:1(オレイン酸)は4.9、18:2(LA)は17.6、ALAは2.3、EDAは3.4、DGLAは2.0、ARAは0.6、ETAは1.7、EPAは53.2である。   The total lipid content of Y4305 cells is 27.5 [“TFA% DCW”], the lipid profile is as follows, and the concentration of each fatty acid is as a weight percent of TFA [“% TFA”]: 16: 0 (palmitate) is 2.8, 16: 1 (palmitoleic acid) is 0.7, 18: 0 (stearic acid) is 1.3, 18: 1 (oleic acid) is 4.9, 18 : 2 (LA) is 17.6, ALA is 2.3, EDA is 3.4, DGLA is 2.0, ARA is 0.6, ETA is 1.7, and EPA is 53.2.

Y4305株を、スルホニル尿素[「SU」]耐性に基づくY・リポリティカ(Y.lipolytica)についての優勢非抗生物質マーカーを用いる形質転換に供した。より具体的には、マーカー遺伝子は、スルホニル尿素除草剤耐性を付与する単一アミノ酸変化、すなわち、W497Lを有する天然アセトヒドロキシ酸シンターゼ(「AHAS」またはアセトラクテートシンターゼ;E.C.4.1.3.18)である(国際公開第2006/052870号パンフレットの配列番号292)。米国特許出願公開第2011−0059204−A1号明細書に記載のとおり、SU遺伝子マーカーのヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia)Y4305株中へのランダム統合を使用して、親Y4305株に対して油性条件下で成長させた場合に増加した脂質含有率を有する細胞を同定した。 Strain Y4305 was subjected to transformation with a dominant non-antibiotic marker for Y. lipolytica based on sulfonylurea [“SU R ”] resistance. More specifically, the marker gene is a single amino acid change conferring sulfonylurea herbicide resistance, ie natural acetohydroxyacid synthase (“AHAS” or acetolactate synthase with W497L; EC 4.1. 3.18) (SEQ ID NO: 292 of WO 2006/052870 pamphlet). As described in U.S. Patent Application Publication No. 2011-0059204-A1, using random integration into SU R gene Yarrowia lipolytica marker (Yarrowia) Y4305 strain in an oily conditions to the parent Y4305 strain Cells with increased lipid content were identified when grown on.

2リットル発酵条件下で評価した場合、Y4305株についての平均EPA生成率[「EPA%DCW」]は、突然変異体SU Y4305−F1B1株についての50〜52と比較して50〜56であった。Y4305株についての平均脂質含有率[「TFA%DCW」]は、Y4305−F1B1株についての28〜32と比較して20から25であった。したがって、脂質含有率は、EPA生成率に対する最小の影響でY4503−F1B1株について29〜38%増加した。 When evaluated under 2 liter fermentation conditions, the average EPA production rate [“EPA% DCW”] for the Y4305 strain was 50-56 compared to 50-52 for the mutant SU R Y4305-F1B1 strain. It was. The average lipid content [“TFA% DCW”] for the Y4305 strain was 20-25 compared to 28-32 for the Y4305-F1B1 strain. Thus, lipid content increased by 29-38% for the Y4503-F1B1 strain with minimal impact on EPA production rate.

発酵:振とうフラスコ中で、Y.リポリティカ(Y.lipolytica)の凍結培養物から接種材料を調製した。インキュベーション期間後、培養物を使用して種発酵槽に接種した。種培養物が適切な標的細胞密度に達したとき、次いでそれを使用してより大きな発酵槽に接種した。発酵は、2段階流加法である。第1の段階において、高細胞密度への急速成長を促進する条件下で酵母を培養し;培養培地は、グルコース、種々の窒素源、微量金属、およびビタミンを含むものであった。第2の段階において、酵母を窒素飢餓状態にし、グルコースを連続的にフィードして脂質およびPUFAの蓄積を促進した。標準操作条件につき温度(30〜32℃に制御)、pH(5〜7に制御)、溶解酸素濃度およびグルコース濃度を含むプロセス可変要素をモニタリングおよび制御して一貫したプロセス性能および最終PUFA油の品質を確保した。   Fermentation: In a shake flask, Y. Inoculum was prepared from a frozen culture of lipolytica (Y. lipolytica). After the incubation period, the culture was used to inoculate a seed fermentor. When the seed culture reached the appropriate target cell density, it was then used to inoculate a larger fermentor. Fermentation is a two-stage fed-batch process. In the first stage, yeast was cultured under conditions that promote rapid growth to high cell density; the culture medium contained glucose, various nitrogen sources, trace metals, and vitamins. In the second stage, the yeast was nitrogen starved and glucose was fed continuously to promote lipid and PUFA accumulation. Monitor and control process variables including temperature (controlled to 30-32 ° C.), pH (controlled to 5-7), dissolved oxygen concentration and glucose concentration for standard operating conditions to ensure consistent process performance and final PUFA oil quality Secured.

発酵当業者は、発酵ラン自体、培地条件、プロセスパラメーター、スケールアップなど、ならびに培養物をサンプリングする特定の時点に応じて規定のヤロウィア(Yarrowia)株の油プロファイルに変動が起きることを把握する(例えば米国特許出願公開第2009−0093543−A1号明細書参照)。   One skilled in the art of fermentation knows that the oil profile of a defined Yarrowia strain varies depending on the fermentation run itself, medium conditions, process parameters, scale-up, etc., as well as the particular time point at which the culture is sampled ( For example, see US Patent Application Publication No. 2009-0093543-A1).

下流加工:加工前に抗酸化剤を発酵ブロスに場合により添加して、EPA油の酸化安定性を確保した。酵母バイオマスを脱水し、洗浄して塩と残留培地を除去し、リパーゼ活性を最小化した。次いで、ドラム乾燥(典型的に80psigの蒸気による)または噴霧乾燥のいずれかを実施して水分レベルを5%未満に低減させ、短期貯蔵および輸送の間の油安定性を確保した。約10から100ミクロンの範囲の粒子サイズ分布を有するドラム乾燥フレーク、または噴霧乾燥粉末を、以下の比較例および実施例において最初の「含油微生物を含む微生物バイオマス」として使用した。   Downstream processing: Antioxidants were optionally added to the fermentation broth before processing to ensure oxidative stability of the EPA oil. Yeast biomass was dehydrated and washed to remove salt and residual media to minimize lipase activity. Then either drum drying (typically with 80 psig steam) or spray drying was performed to reduce the moisture level to less than 5% to ensure oil stability during short term storage and shipping. Drum-dried flakes having a particle size distribution in the range of about 10 to 100 microns, or spray-dried powder, were used as the first “microbial biomass with oil-bearing microorganisms” in the following comparative examples and examples.

粉砕剤:Celite 209珪藻土は、Celite Corporation,Lompoc,CAから入手可能である。Celatom MN−4珪藻土は、EP Minerals,An Eagle Pitcher Company,Reno,NVから入手可能である。   Grinding agent: Celite 209 diatomaceous earth is available from Celite Corporation, Lompoc, CA. Celato MN-4 diatomaceous earth is available from EP Minerals, An Eagle Pitcher Company, Reno, NV.

他の材料:全ての市販の試薬はそのまま使用した。使用された全ての溶媒は、HPLCグレードであった。塩化アセチルは、99+%であった。TLCプレートおよび溶媒は、VWR(West Chester,PA)から入手した。HPLCまたはSCFグレード二酸化炭素は、MG Industries(Malvern,PA)から入手した。   Other materials: All commercially available reagents were used as they were. All solvents used were HPLC grade. Acetyl chloride was 99 +%. TLC plates and solvents were obtained from VWR (West Chester, PA). HPLC or SCF grade carbon dioxide was obtained from MG Industries (Malvern, PA).

2軸スクリュー押出法
粉砕剤を用いる乾燥酵母バイオマスの破砕および破砕バイオマス混合物の調製において、2軸スクリュー押出を使用した。
Twin Screw Extrusion Method Twin screw extrusion was used in crushing dry yeast biomass using a grinding agent and preparing a crushed biomass mixture.

乾燥酵母を押出機、好ましくは、下記稼働を達成するために好適な長さ、通常21〜39L/Dを有する2軸スクリュー押出機中にフィードする。押出機の第1の区画を使用して材料をフィードおよび輸送する。第2の区画は、次第に短くなるピッチ長を有するブッシュエレメントを使用してフィードを圧密および圧縮するように設計された圧密帯域である。圧密帯域後、細胞破砕に要求される機械的エネルギーのほとんどを付与するために機能する圧縮帯域が続く。この帯域は、リバーススクリューエレメント、制限/ブリスターリングエレメントまたはニーディングエレメントの形態のいずれかの流動制限を使用して作出される。破砕バイオマスを調製するとき、粉砕剤(例えば、珪藻土)を典型的には微生物バイオマスフィードと、両方が圧縮/圧密帯域を通るように同時にフィードし、こうして破砕レベルを向上させる。圧縮帯域後、結合剤(例えば、水/スクロース溶液)を液体注入ポートを介して添加し、混合エレメントの種々の組合せからなる後続の混合区画中で混合する。最終混合物(すなわち、「固定可能な混合物」)は、端部において開口する最終バレルを介して排出し、こうして押出機中の背圧をほとんど生じさせないかまたは生じさせない。次いで、固定可能な混合物をドーム粗砕機および振動または流動床乾燥機のいずれかにフィードする。これは、下流の油抽出に好適なペレット化材料(すなわち、固体ペレット)をもたらす。   Dry yeast is fed into an extruder, preferably a twin screw extruder having a suitable length to achieve the following operations, usually 21-39 L / D. The first section of the extruder is used to feed and transport the material. The second section is a consolidation zone designed to consolidate and compress the feed using bushing elements having progressively shorter pitch lengths. The consolidation zone is followed by a compression zone that functions to impart most of the mechanical energy required for cell disruption. This zone is created using a flow restriction in the form of a reverse screw element, restriction / blistering element or kneading element. When preparing crushed biomass, a grinding agent (eg, diatomaceous earth) is typically fed simultaneously with the microbial biomass feed and both through the compression / consolidation zone, thus improving the level of crushing. After the compression zone, a binder (eg, a water / sucrose solution) is added via the liquid injection port and mixed in subsequent mixing compartments consisting of various combinations of mixing elements. The final mixture (ie, “fixable mixture”) is discharged through a final barrel that opens at the end, thus causing little or no back pressure in the extruder. The fixable mixture is then fed to a dome crusher and either a vibrating or fluid bed dryer. This results in a pelletized material (ie, solid pellets) suitable for downstream oil extraction.

COによるSCF抽出
乾燥および機械的に破砕された酵母細胞を、一般に、グラスウールのプラグで充填された抽出容器に装填し、COによりフラッシュし、次いでCO流下で所望の稼働条件に加熱および加圧した。COを、排出管を備えた市販のシリンダから直接フィードし、高圧ポンプにより計量供給した。圧力は、容器の流出側上の制流子の使用を介して抽出容器上で維持し、油試料は、試料容器中で回収する一方、同時にCO溶媒を大気に排出する。共溶媒(例えば、エタノール)は、共溶媒ポンプ(Iscoモデル100Dシリンジポンプ)の使用を介して抽出容器にフィードされた抽出溶媒に場合により添加することができる。
The SCF extract dried and mechanically disrupted yeast cells with CO 2, generally, loaded into an extraction vessel filled with a plug of glass wool, flushed with CO 2, and then heated to the desired operating conditions in CO 2 flow down and Pressurized. CO 2 was fed directly from a commercial cylinder equipped with a discharge pipe and metered by a high pressure pump. The pressure is maintained on the extraction vessel through the use of a restrictor on the outlet side of the vessel, and the oil sample is collected in the sample vessel while simultaneously venting the CO 2 solvent to the atmosphere. A co-solvent (eg, ethanol) can optionally be added to the extraction solvent fed to the extraction vessel via the use of a co-solvent pump (Isco model 100D syringe pump).

特に記載のない限り、下記の実施例における酵母試料の超臨界CO抽出は、特注高圧抽出装置(図1)中で実施した。一般に、乾燥および機械的に破砕された酵母細胞(自由流動する、またはペレット化されたもの)を、グラスウールのプラグで充填された抽出容器(1)に装填し、COによりフラッシュし、次いでCO流下で所望の稼働条件に加熱および加圧した。89ml抽出容器は、316SS管(2.54cmのo.d.x1.93cmのi.d.x30.5cmの長さ)から製作し、容器の流出端部上に2ミクロン焼結金属フィルターを備えた。抽出容器を、自動化温度制御装置により制御される4つのcalrod加熱カートリッジを備える特注機械加工アルミニウムブロックの内側に設置した。排出管を備える市販のシリンダー(2)からCOを液体として直接フィードし、冷蔵ヘッドアセンブリ(JascoモデルPU−1580−CO2)を備える高圧容積式ポンプ(3)により計量供給した。抽出圧力は、容器の流出側上で流動制限を提供する自動背圧調節装置(4)(JascoモデルBP−1580−81)により維持し、抽出油試料を試料容器中で回収する一方、同時にCO溶媒を大気に発散させた。 Unless otherwise stated, supercritical CO 2 extraction of yeast samples in the following examples was performed in a custom-made high pressure extraction apparatus (FIG. 1). In general, dried and mechanically disrupted yeast cells (free flowing or pelleted) are loaded into an extraction vessel (1) filled with glass wool plugs, flushed with CO 2 and then CO 2. It was heat and pressure to the desired operating conditions in 2 flow. The 89 ml extraction vessel was fabricated from a 316SS tube (2.54 cm od × 1.93 cm id × 30.5 cm length) with a 2 micron sintered metal filter on the outflow end of the vessel. It was. The extraction vessel was placed inside a custom-machined aluminum block with four calrod heating cartridges controlled by an automated temperature controller. CO 2 was directly fed as a liquid from a commercially available cylinder (2) equipped with a discharge tube and metered by a high pressure positive displacement pump (3) equipped with a refrigeration head assembly (Jasco model PU-1580-CO2). The extraction pressure is maintained by an automatic back pressure regulator (4) (Jasco model BP-1580-81) that provides flow restriction on the outflow side of the vessel, while the extracted oil sample is collected in the sample vessel while simultaneously collecting CO Two solvents were vented to the atmosphere.

報告される酵母試料からの油抽出収率は、抽出の間の試料からの質量損失を計測することにより重量測定した。したがって、報告される抽出油は、微生物油および固体ペレットに伴う水分を含む。   The oil extraction yield from the reported yeast sample was weighed by measuring the mass loss from the sample during extraction. Thus, the reported extracted oil contains the moisture associated with microbial oil and solid pellets.

実施例
比較例C1、C2A、C2B、実施例1、実施例2ならびに比較例C3およびC4:ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)のドラム乾燥フレークからの破砕バイオマス混合物を作出するための手段の比較
比較例C1、C2A、C2B、C3およびC4ならびに実施例1および2は、酵母(すなわち、ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Y8672株)のドラム乾燥フレークの破砕を最適化するために実施された一連の比較試験を記載する。具体的には、粉砕剤を添加するかまたは添加しないハンマーミル処理を試験し、単軸スクリューまたは2軸スクリュー押出機のいずれかを使用した。結果を総遊離微生物油および微生物細胞の破砕効率、ならびに総抽出収率(超臨界CO抽出に基づく)に基づき比較する。
Examples Comparative Examples C1, C2A, C2B, Examples 1, 2 and Comparative Examples C3 and C4: Comparison of Means for Creating a Crushed Biomass Mixture from Drum Dry Flakes of Yarrowia lipolytica Comparative Examples C1, C2A, C2B, C3 and C4 and Examples 1 and 2 are a series of comparative tests conducted to optimize the disruption of drum dry flakes of yeast (ie, Yarrowia lipolytica strain Y8672) Is described. Specifically, a hammer mill process with or without the addition of a grinding agent was tested and either a single screw or twin screw extruder was used. Results are compared based on total free microbial oil and microbial cell disruption efficiency, and total extraction yield (based on supercritical CO 2 extraction).

比較例C1:
粉砕剤を用いないハンマーミル処理酵母粉末
24.2%の総油(乾燥重量)を含有する酵母(Y.リポリティカ(Y.lipolytica)Y8672株)バイオマスのドラム乾燥フレークを、周囲温度においてジャンプギャップ(jump gap)分別機を16000rpmにおいて使用して3つのハンマーによりハンマーミル処理(12Kg/hのフィード速度におけるMikropul Bantamミル)してミル処理粉末を提供した。ミル処理粉末の粒子サイズは、フラウンホーファーレーザー回折を使用して水中で懸濁させて分析してd10=3μm;d50=16μmおよびd90=108μmであった。
Comparative Example C1:
Hammer milled yeast powder without milling agent Drum-dried flakes of yeast (Y. lipolytica strain Y8672) biomass containing 24.2% total oil (dry weight) at a jump gap ( A jump gap) sorter at 16000 rpm was hammer milled (Mikropul Bantam mill at a feed rate of 12 Kg / h) with 3 hammers to provide milled powder. The particle size of the milled powder was d10 = 3 μm; d50 = 16 μm and d90 = 108 μm analyzed by suspending in water using Fraunhofer laser diffraction.

比較例C2A:
粉砕剤および空気ミル混合を用いるハンマーミル処理酵母粉末
比較例C1により提供されたハンマーミル処理酵母粉末(833g)を、空気(ジェット)ミル(Fluid Energy Jet−o−mizer 0101、6Kg/hのフィード速度)中でCelite 209珪藻土(167g)と周囲温度において約20分間混合した。
Comparative Example C2A:
Hammer-milled yeast powder using grinding agent and air mill mixing Hammer-milled yeast powder (833 g) provided by Comparative Example C1 was fed into an air (jet) mill (Fluid Energy Jet-o-mizer 0101, 6 Kg / h). Speed) and mixed with Celite 209 diatomaceous earth (167 g) at ambient temperature for about 20 minutes.

比較例C2B:
粉砕剤および手動混合を用いるハンマーミル処理酵母粉末
比較例C1により提供されたハンマーミル処理酵母粉末(833g)を、プラスチックバッグ中でCelite 209珪藻土(167g)と手動で混合した。
Comparative Example C2B:
Hammer-milled yeast powder with grinding agent and manual mixing Hammer-milled yeast powder provided by Comparative Example C1 (833 g) was manually mixed with Celite 209 diatomaceous earth (167 g) in a plastic bag.

実施例1:
粉砕剤、手動混合、および単軸スクリュー押出機を用いるハンマーミル処理酵母粉末
比較例C2Bからの珪藻土を有するハンマーミル処理酵母粉末(1000g)を、17.6重量%のスクロース水溶液(291.6gの水中62.5gのスクロース)とHobart混合機中で約2.5分間混合し、次いで1mmの開口部を有する単軸スクリュードーム粗砕機に通して押出した(50〜200psi、550in−lbsを超過しないトルク;40℃以下の押出物温度)。押出物を流動床乾燥機中で、65℃に制御された流動空気を使用して50℃の床温度に乾燥させて、約14分後に3.9%の残留水を有する非粘着ペレット(815g、2から8mmの長さおよび約1mm直径の寸法を有する)を提供した。
Example 1:
Hammer milled yeast powder using grinding agent, manual mixing, and single screw extruder Hammer milled yeast powder (1000 g) with diatomaceous earth from Comparative Example C2B was added to a 17.6 wt% aqueous sucrose solution (291.6 g 62.5 g sucrose in water) in a Hobart mixer for about 2.5 minutes, then extruded through a single screw dome crusher with 1 mm opening (50-200 psi, not exceeding 550 in-lbs) Torque; extrudate temperature below 40 ° C). The extrudate was dried in a fluid bed dryer using fluid air controlled at 65 ° C. to a bed temperature of 50 ° C., and after about 14 minutes non-sticky pellets (815 g) with 3.9% residual water. Having a length of 2 to 8 mm and dimensions of about 1 mm diameter).

実施例2:
粉砕剤、空気ミル混合、および単軸スクリュー押出機を用いるハンマーミル酵母処理粉末
比較例C2Aからの珪藻土を有するハンマーミル酵母粉末(1000g)を実施例1に従って加工して、約10分後に6.9%の残留水を有するペレット(855g、2から8mmの長さおよび約1mm直径の寸法を有する)を提供した。
Example 2:
Hammer Mill Yeast Treated Powder Using Grinding Agent, Air Mill Mixing, and Single Screw Extruder Hammer mill yeast powder (1000 g) with diatomaceous earth from Comparative Example C2A was processed according to Example 1 and after about 10 minutes, 6. A pellet with 9% residual water (855 g, having a length of 2 to 8 mm and a diameter of about 1 mm diameter) was provided.

比較例C3:
粉砕剤を用いず、2軸スクリュー押出機を用いるハンマーミル処理酵母粉末
比較例C1から提供されたハンマーミル処理酵母粉末を、10kWのモーターおよび高トルクシャフトにより150rpmおよび66〜68の%トルク範囲において稼働する18mm2軸スクリュー押出機(Coperion Werner Pfleiderer ZSK−18mm MC,Stuttgart,Germany)に2.3kg/hrにおいてフィードして最終水冷バレル中で26℃に冷却された破砕酵母粉末を提供した。
Comparative Example C3:
Hammer milled yeast powder using a twin screw extruder without grinding agent The hammer milled yeast powder provided from Comparative Example C1 was applied at 150 rpm and 66-68% torque range with a 10 kW motor and high torque shaft. Crushed yeast powder was fed to a working 18 mm twin screw extruder (Coperion Werner Pfleiderer ZSK-18 mm MC, Stuttgart, Germany) at 2.3 kg / hr and cooled to 26 ° C. in the final water-cooled barrel.

比較例C4:
粉砕剤を用いず、2軸スクリュー押出機を用いる酵母粉末
24.2%の総油を含有する酵母(Y.リポリティカ(Y.lipolytica)Y8672株)バイオマスのドラム乾燥フレークを、10kWのモーターおよび高トルクシャフトにより150rpmおよび71〜73の%トルク範囲において稼働する18mm2軸スクリュー押出機(Coperion Werner Pfleiderer ZSK−18mm MC)に2.3kg/hrにおいてフィードして最終水冷バレル中で23℃に冷却された破砕酵母粉末を提供した。
Comparative Example C4:
Yeast powder without grinding agent and using a twin screw extruder. Drum-dried flakes of yeast (Y. lipolytica Y8672) biomass containing 24.2% total oil, with a 10 kW motor and high Feeded at 2.3 kg / hr to 18 mm twin screw extruder (Coperion Werner Pfleiderer ZSK-18 mm MC) operating at 150 rpm and 71-73% torque range by torque shaft and cooled to 23 ° C. in the final water cooled barrel Crushed yeast powder was provided.

破砕酵母粉末における遊離微生物油および破砕効率の比較
遊離微生物油および破砕効率は、実施例1および2、ならびに比較例C1〜C4の破砕酵母粉末において以下の方法に従って測定した。具体的には、押出バイオマス試料の遊離油および総油含有率は、Troeng(J.Amer.Oil Chemists Soc.,32:124−126(1955))により報告された方法の改変バージョンを使用して測定した。この方法において、押出バイオマスの試料を、計測容積のヘキサンを有するステンレス鋼遠心分離管中に秤量した。総油を測定すべき場合、いくつかのクロム鋼ボールベアリングを添加した。遊離油を測定すべき場合、ボールベアリングは使用しなかった。次いで、管にキャップし、シェーカー上に2時間装入した。振とうさせた試料を遠心分離し、上清を回収し、容積を計測した。一定の重量が得られるまで、ヘキサンを上清から、最初に回転フィルム蒸発により、次いで乾燥窒素流下での蒸発により蒸発させた。次いで、この重量を使用して元の試料中の遊離または総油の割合を計算した。油含有率は、試料の含水率の計測によりパーセント乾燥重量基準で表現し、適宜補正する。
Comparison of free microbial oil and crushing efficiency in crushed yeast powder Free microbial oil and crushing efficiency were measured in the crushed yeast powders of Examples 1 and 2 and Comparative Examples C1 to C4 according to the following method. Specifically, the free oil and total oil content of extruded biomass samples were determined using a modified version of the method reported by Troeng (J. Amer. Oil Chemists Soc., 32: 124-126 (1955)). It was measured. In this method, a sample of extruded biomass was weighed into a stainless steel centrifuge tube having a measured volume of hexane. When total oil was to be measured, some chrome steel ball bearings were added. When free oil was to be measured, ball bearings were not used. The tube was then capped and charged on a shaker for 2 hours. The shaken sample was centrifuged, the supernatant was collected, and the volume was measured. Hexane was evaporated from the supernatant, first by rotating film evaporation, and then by evaporation under a stream of dry nitrogen until a constant weight was obtained. This weight was then used to calculate the percentage of free or total oil in the original sample. The oil content is expressed on a percent dry weight basis by measuring the moisture content of the sample and corrected accordingly.

パーセント破砕効率(すなわち、加工の間に破断した細胞壁のパーセント)は、光学的可視化により定量した。   The percent disruption efficiency (ie, the percent of cell walls that broke during processing) was quantified by optical visualization.

表7は、実施例1および2、ならびに比較例C1〜C4についての酵母細胞破砕効率データをまとめ、以下のことを表す:   Table 7 summarizes the yeast cell disruption efficiency data for Examples 1 and 2 and Comparative Examples C1-C4 and represents the following:

比較例C1は、粉砕剤の不存在下でのハンマーミル処理が酵母細胞の33%の破砕をもたらすことを示す。   Comparative Example C1 shows that hammer mill treatment in the absence of grinding agent results in 33% disruption of the yeast cells.

比較例C2Aは、粉砕剤の存在下でのハンマーミル処理酵母の空気ジェットミル処理が、酵母細胞の破砕を62%に増加させることを示す。   Comparative Example C2A shows that air jet milling of hammer milled yeast in the presence of a grinding agent increases yeast cell disruption to 62%.

実施例1は、粉砕剤の存在下でのHobart単軸スクリュー混合機中でのハンマーミル処理酵母(比較例C1からのもの)のさらなる混合が、酵母細胞の破砕を38%に増加させることを示す。   Example 1 shows that further mixing of hammer milled yeast (from Comparative Example C1) in a Hobart single screw mixer in the presence of a grinding agent increases yeast cell disruption to 38%. Show.

実施例2は、Hobart単軸スクリュー混合機中での空気ミル処理およびハンマーミル処理酵母と粉砕剤(比較例C2Aからのもの)とのさらなる混合が、酵母細胞の破砕を57%に増加させることを示す。   Example 2 shows that further mixing of air milled and hammer milled yeast with a grinding agent (from Comparative Example C2A) in a Hobart single screw mixer increases yeast cell disruption to 57%. Indicates.

比較例C3およびC4は、粉砕剤の不存在下、ハンマーミル処理を用いるかまたは用いない場合(それぞれ)、圧縮帯域を有する2軸スクリュー押出を使用すると、酵母細胞破砕は80%超であったことを示す。   Comparative Examples C3 and C4 had greater than 80% yeast cell disruption when using twin screw extrusion with a compression zone, with or without hammer milling (respectively) in the absence of grinding agent It shows that.

Figure 0006061866
Figure 0006061866

SCF抽出
抽出容器に、約25g(酵母基準)の比較例C1、C2AおよびC4の破砕酵母バイオマスをそれぞれ装填した。酵母をCOによりフラッシュし、次いで約40℃に加熱し、約311barに加圧した。酵母をこれらの条件において4.3g/minのCOの流速において約6.7hr抽出し、約75gのCO/g酵母の最終溶媒フィード(S/F)比を得た。抽出収率を以下の表に報告する。
SCF extraction Approximately 25 g (yeast basis) of crushed yeast biomass of Comparative Examples C1, C2A and C4 were each loaded into an extraction vessel. The yeast was flushed with CO 2 and then heated to about 40 ° C. and pressurized to about 311 bar. The yeast was extracted for about 6.7 hr at a CO 2 flow rate of 4.3 g / min under these conditions, resulting in a final solvent feed (S / F) ratio of about 75 g CO 2 / g yeast. The extraction yield is reported in the table below.

データは、より高い細胞破砕は、粗製抽出油の重量パーセントとして計測された顕著に高い抽出収率をもたらすことを示す。   The data show that higher cell disruption results in significantly higher extraction yields measured as weight percent of crude extracted oil.

Figure 0006061866
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比較例C5A、C5B、C5C、C6A、C6BおよびC6C:
ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)から破砕バイオマス混合物を作出するための手段の比較
比較例C5A、C5B、C5C、C6A、C6BおよびC6Cは、破砕酵母粉末を調製するために実施された一連の比較試験を記載し、最初の微生物バイオマスは、2軸スクリュー押出機中で粉砕剤と混合したかまたは混合しない酵母のドラム乾燥フレークまたは噴霧乾燥粉末であった。
Comparative examples C5A, C5B, C5C, C6A, C6B and C6C:
Comparison of means for creating a crushed biomass mixture from Yarrowia lipolytica Comparative Examples C5A, C5B, C5C, C6A, C6B and C6C are a series of comparative tests conducted to prepare crushed yeast powder. The first microbial biomass described was a drum-dried flake or spray-dried powder of yeast that was mixed or not mixed with the grinding agent in a twin screw extruder.

比較例C5A、C5B、C5C、C6A、C6BおよびC6Cのそれぞれにおいて、最初の酵母バイオマスは、2.8%の水分レベルを有し、約36%の総油を含有するヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Y9502株からのものであった。乾燥酵母フレークまたは粉末(粉砕剤を有するかまたは有さない)を、10kWのモーターおよび高トルクシャフトにより150rpmにおいて稼働する18mm2軸スクリュー押出機(Coperion Werner Pfleiderer ZSK−18mm MC)にフィードした。得られた破砕酵母粉末を最終水冷バレル中で冷却した。   In each of Comparative Examples C5A, C5B, C5C, C6A, C6B, and C6C, the initial yeast biomass has a moisture level of 2.8% and contains approximately 36% total oil (Yarlowia lipolytica). Y9502 strain. Dry yeast flakes or powders (with or without grinding agent) were fed into an 18 mm twin screw extruder (Coperion Werner Pfleiderer ZSK-18 mm MC) operating at 150 rpm with a 10 kW motor and high torque shaft. The resulting crushed yeast powder was cooled in the final water-cooled barrel.

次いで、比較例C5A、C5B、C5C、C6A、C6BおよびC6Cにおいて調製された破砕酵母粉末を超臨界CO抽出に供し、総抽出収率を比較した。 Subsequently, the crushed yeast powder prepared in Comparative Examples C5A, C5B, C5C, C6A, C6B and C6C was subjected to supercritical CO 2 extraction, and the total extraction yield was compared.

比較例C5A:
粉砕剤を用いないドラム乾燥酵母フレーク
酵母バイオマスのドラム乾燥フレークを、34〜35の%トルク範囲により稼働する2軸スクリュー押出機に2.3kg/hrにおいてフィードした。破砕酵母粉末を27℃に冷却した。
Comparative Example C5A:
Drum-dried yeast flakes without milling agent Drum-dried flakes of yeast biomass were fed at 2.3 kg / hr to a twin screw extruder operating with a% torque range of 34-35. The crushed yeast powder was cooled to 27 ° C.

比較例C5B:
粉砕剤を用いるドラム乾燥酵母フレーク
92.5部の酵母バイオマスのドラム乾燥フレークを、7.5部のCelite 209珪藻土とバッグ中で予備混合した。得られた乾燥混合物を、44〜47の%トルク範囲により稼働する2軸スクリュー押出機に2.3kg/hrにおいてフィードした。破砕酵母粉末を29℃に冷却した。
Comparative Example C5B:
Drum-dried yeast flakes using milling agent Drum-dried flakes of 92.5 parts yeast biomass were premixed in a bag with 7.5 parts Celite 209 diatomaceous earth. The resulting dry mixture was fed at 2.3 kg / hr to a twin screw extruder operating with a% torque range of 44-47. The crushed yeast powder was cooled to 29 ° C.

比較例C5C:
粉砕剤を用いるドラム乾燥酵母フレーク
85部の酵母バイオマスのドラム乾燥フレークを、15部のCelite 209珪藻土とバッグ中で予備混合した。得られた乾燥混合物を、48〜51の%トルク範囲により稼働する2軸スクリュー押出機に2.3kg/hrにおいてフィードした。破砕酵母粉末を29℃に冷却した。
Comparative Example C5C:
Drum-dried yeast flakes with milling agent Drum-dried flakes of 85 parts yeast biomass were premixed with 15 parts Celite 209 diatomaceous earth in a bag. The resulting dry mixture was fed at 2.3 kg / hr to a twin screw extruder operating with a% torque range of 48-51. The crushed yeast powder was cooled to 29 ° C.

比較例C6A:
粉砕剤を用いない噴霧乾燥酵母粉末
酵母バイオマスの噴霧乾燥粉末を、33〜34の%トルク範囲により稼働する2軸スクリュー押出機に1.8kg/hrにおいてフィードした。破砕酵母粉末を26℃に冷却した。
Comparative Example C6A:
Spray-dried yeast powder without pulverizer Yeast biomass spray-dried powder was fed at 1.8 kg / hr to a twin screw extruder operating with a% torque range of 33-34. The crushed yeast powder was cooled to 26 ° C.

比較例C6B:
粉砕剤を用いる噴霧乾燥酵母粉末
92.5部の酵母バイオマスの噴霧乾燥粉末を、7.5部のCelite 209珪藻土とバッグ中で予備混合した。得られた乾燥混合物を、37〜38の%トルク範囲により稼働する2軸スクリュー押出機に1.8kg/hrにおいてフィードした。破砕酵母粉末を26℃に冷却した。
Comparative Example C6B:
Spray-dried yeast powder using grinding agent 92.5 parts of yeast biomass spray-dried powder was premixed in a bag with 7.5 parts of Celite 209 diatomaceous earth. The resulting dry mixture was fed at 1.8 kg / hr to a twin screw extruder operating with a% torque range of 37-38. The crushed yeast powder was cooled to 26 ° C.

比較例C6C:
粉砕剤を用いる噴霧乾燥酵母粉末
85部の酵母バイオマスの噴霧乾燥粉末を、15部の珪藻土(Celite 209)とバッグ中で予備混合した。得られた乾燥混合物を、38〜39の%トルク範囲により稼働する2軸スクリュー押出機に1.8kg/hrにおいてフィードした。破砕酵母粉末を27℃に冷却した。
Comparative Example C6C:
Spray-dried yeast powder with milling agent 85 parts of yeast biomass spray-dried powder was premixed in a bag with 15 parts of diatomaceous earth (Celite 209). The resulting dry mixture was fed at 1.8 kg / hr to a twin screw extruder operating with a% torque range of 38-39. The crushed yeast powder was cooled to 27 ° C.

SCF抽出
抽出容器に、11.7g(酵母基準)の比較例C5A、C5B、C5C、C6A、C6BおよびC6Cの破砕酵母バイオマスをそれぞれ装填した。酵母をCOによりフラッシュし、次いで約40℃に加熱し、約311barに加圧した。酵母試料をこれらの条件において4.3g/minのCOの流速において約3.2hr抽出し、約75gのCO/g酵母の最終溶媒フィード(S/F)比を得た。種々の配合物についての抽出収率を表9に報告する。
SCF Extraction An extraction vessel was loaded with 11.7 g (yeast basis) of crushed yeast biomass of Comparative Examples C5A, C5B, C5C, C6A, C6B and C6C, respectively. The yeast was flushed with CO 2 and then heated to about 40 ° C. and pressurized to about 311 bar. Yeast samples were extracted at these conditions for about 3.2 hr at a CO 2 flow rate of 4.3 g / min, resulting in a final solvent feed (S / F) ratio of about 75 g CO 2 / g yeast. The extraction yields for various formulations are reported in Table 9.

データは、粉砕剤としての珪藻土を有する試料(すなわち、比較例C5B、C5C、C6BおよびC6C)が、珪藻土が存在しない場合(すなわち、比較例C5AおよびC6A)よりも高い抽出収率をもたらすことを示す。   The data show that samples with diatomaceous earth as a grinding agent (ie, Comparative Examples C5B, C5C, C6B and C6C) yield higher extraction yields when no diatomaceous earth is present (ie, Comparative Examples C5A and C6A). Show.

Figure 0006061866
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実施例3、4、5、6、7、8、9および10
ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)から固体ペレットを作出するための手段の比較
実施例3〜10は、酵母バイオマスの噴霧乾燥粉末またはドラム乾燥フレークを、粉砕剤および結合剤と混合して破砕微生物バイオマスを含む固体ペレットを提供するために実施された一連の比較試験を記載する。
Examples 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 and 10
Comparison of means for making solid pellets from Yarrowia lipolytica Examples 3-10 were prepared by mixing yeast biomass spray-dried powder or drum-dried flakes with milling agent and binder to produce crushed microbial biomass. A series of comparative tests performed to provide solid pellets containing are described.

実施例3〜10のそれぞれにおいて、最初の酵母バイオマスは、2.8%の水分レベルを有し、約36%の総油を含有するヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Y9502株からのものであった。約1mm直径×2〜8mm長さの固体ペレットの調製後、ペレットを超臨界CO抽出に供し、総抽出収率を比較した。固体ペレットの機械的圧縮特性および耐摩耗性も分析した。 In each of Examples 3-10, the initial yeast biomass was from the Yarrowia lipolytica strain Y9502 having a moisture level of 2.8% and containing about 36% total oil. . After preparation of solid pellets of about 1 mm diameter × 2-8 mm length, the pellets were subjected to supercritical CO 2 extraction and the total extraction yield was compared. The mechanical compression properties and wear resistance of the solid pellets were also analyzed.

実施例3:
85部の酵母バイオマスの噴霧乾燥粉末を、15部のCelatom MN−4珪藻土とバッグ中で予備混合した。得られた乾燥混合物を、18mm2軸スクリュー押出機(Coperion Werner Pfleiderer ZSK−18mm MC)に2.3kg/hrにおいてフィードした。乾燥フィードとともに、14部の水および5.1部の糖から作製された水/糖溶液を、押出機の破砕帯域後に8.2ml/minの流速において注入した。押出機は、10kWモーターおよび高トルクシャフトにより、150rpmおよび58〜60の%トルク範囲において稼働して最終水冷バレル中で24℃に冷却された破砕酵母粉末を提供した。
Example 3:
85 parts of yeast biomass spray-dried powder was premixed with 15 parts of Celato MN-4 diatomaceous earth in a bag. The resulting dry mixture was fed to an 18 mm twin screw extruder (Coperion Werner Pfleiderer ZSK-18 mm MC) at 2.3 kg / hr. Along with the dry feed, a water / sugar solution made from 14 parts water and 5.1 parts sugar was injected at a flow rate of 8.2 ml / min after the crush zone of the extruder. The extruder provided a crushed yeast powder that was cooled to 24 ° C. in a final water-cooled barrel operating at 150 rpm and a 58-60% torque range with a 10 kW motor and high torque shaft.

次いで、固定可能な混合物を、1mm穴径×1mm厚スクリーンにより組み立てられ、70RPMに設定されたMG−55LCIドーム粗砕機中にフィードした。押出物を67.5kg/hrおよび定常2.7アンペア電流において形成した。試料をSherwood乾燥機中で10分間乾燥させて、7.1%の最終水分レベルを有する固体ペレットを提供した。   The fixable mixture was then assembled into a MG-55 LCI dome crusher assembled with a 1 mm hole diameter x 1 mm thick screen and set at 70 RPM. Extrudates were formed at 67.5 kg / hr and a steady 2.7 amp current. The sample was dried in a Sherwood dryer for 10 minutes to provide a solid pellet with a final moisture level of 7.1%.

実施例4:
実施例3に従って調製された固定可能な混合物を、粗砕機に45RPMにおいて導通させた。押出物を31.7kg/hrにおいて形成し、Sherwood乾燥機中で10分間乾燥させて8.15%の最終水分レベルを有する固体ペレットを提供した。
Example 4:
The fixable mixture prepared according to Example 3 was passed through a grinder at 45 RPM. Extrudates were formed at 31.7 kg / hr and dried in a Sherwood dryer for 10 minutes to provide solid pellets with a final moisture level of 8.15%.

実施例5:
実施例3に従って調製された固定可能な混合物を、粗砕機に90RPMにおいて導通させた。押出ペレットをMDB−400流動床乾燥機中で15分間乾燥させて4.53%の最終水分レベルを有する固体ペレットを提供した。
Example 5:
The fixable mixture prepared according to Example 3 was passed through a grinder at 90 RPM. The extruded pellets were dried in an MDB-400 fluid bed dryer for 15 minutes to provide solid pellets having a final moisture level of 4.53%.

実施例6:
85部の酵母バイオマスの噴霧乾燥粉末を、15部のCelatom MN−4珪藻土とバッグ中で予備混合した。得られた乾燥混合物を、10kWモーターおよび高トルクシャフトにより、150rpmおよび70〜74の%トルク範囲において稼働する18mm2軸スクリュー押出機(Coperion Werner Pfleiderer ZSK−18mm MC)に2.3kg/hrにおいてフィードして最終水冷バレル中で31℃に冷却された破砕酵母粉末を提供した。
Example 6:
85 parts of yeast biomass spray-dried powder was premixed with 15 parts of Celato MN-4 diatomaceous earth in a bag. The resulting dry mixture was fed at 2.3 kg / hr by a 10 kW motor and a high torque shaft to an 18 mm twin screw extruder (Coperion Werner Pfleiderer ZSK-18 mm MC) operating at 150 rpm and 70% to 74% torque range. To provide crushed yeast powder cooled to 31 ° C. in the final water-cooled barrel.

次いで、破砕酵母粉末を、スクロースおよび水の22.6%溶液(すなわち、17.5部の水および5.1部の糖)とKitchen Aid混合機中で混合した。総混合時間は4.5分間であり、最初の2分間にわたり溶液を添加した。   The crushed yeast powder was then mixed with a 22.6% solution of sucrose and water (ie 17.5 parts water and 5.1 parts sugar) in a Kitchen Aid mixer. The total mixing time was 4.5 minutes and the solution was added over the first 2 minutes.

固定可能な混合物を、1mmの穴径×1mm厚スクリーンにより組み立てられ、70RPMに設定されたMG−55LCIドーム粗砕機にフィードした。押出物を71.4kg/hrおよび定常2.7アンペア電流において形成した。試料をSherwood乾燥機中で合計20分間乾燥させて6.5%の最終水分レベルを有する固体ペレットを提供した。   The fixable mixture was assembled with a 1 mm hole diameter x 1 mm thick screen and fed to an MG-55LCI dome crusher set at 70 RPM. Extrudates were formed at 71.4 kg / hr and a steady 2.7 amp current. The sample was dried in a Sherwood dryer for a total of 20 minutes to provide a solid pellet with a final moisture level of 6.5%.

実施例7:
実施例6に従って調製された破砕酵母粉末を、スクロースおよび水の22.6%溶液(すなわち、17.5部の水および5.1部の糖)を有するKDHJ−20回分式シグマブレードニーダー中に装入した。総混合時間は3.5分間であり、最初の2分間にわたり溶液を添加した。
Example 7:
The crushed yeast powder prepared according to Example 6 was placed in a KDHJ-20 batch sigma blade kneader with a 22.6% solution of sucrose and water (ie 17.5 parts water and 5.1 parts sugar). I was charged. The total mixing time was 3.5 minutes and the solution was added over the first 2 minutes.

固定可能な混合物を、1mmの穴径×1mm厚スクリーンにより組み立てられ、90RPMに設定されたMG−55LCIドーム粗砕機にフィードした。押出物を47.5kg/hrおよび定常2.3アンペア電流において形成した。試料をSherwood乾燥機中で合計15分間乾燥させて7.4%の最終水分レベルを有する固体ペレットを提供した。   The fixable mixture was assembled with a 1 mm hole diameter x 1 mm thick screen and fed to an MG-55 LCI dome crusher set at 90 RPM. Extrudates were formed at 47.5 kg / hr and a steady 2.3 amp current. The sample was dried in a Sherwood dryer for a total of 15 minutes to provide a solid pellet with a final moisture level of 7.4%.

実施例8:
酵母バイオマスのドラム乾燥フレークを、10kWモーターおよび高トルクシャフトにより、150rpmおよび38〜40の%トルク範囲において稼働する18mm2軸スクリュー押出機(Coperion Werner Pfleiderer ZSK−18mm MC)に1.8kg/hrにおいてフィードして最終水冷バレル中で30℃に冷却された破砕酵母粉末を提供した。
Example 8:
Drum dried flakes of yeast biomass are fed at 1.8 kg / hr to a 18 mm twin screw extruder (Coperion Werner Pfleiderer ZSK-18 mm MC) operating at 150 rpm and 38-40% torque range with a 10 kW motor and high torque shaft Thus, the crushed yeast powder cooled to 30 ° C. in the final water-cooled barrel was provided.

破砕酵母粉末(69.5部)を、12.2%のCelite 209珪藻土(12.2部)および水と糖との比3.3から作製されたスクロース水溶液(18.3部)とKitchen Aid混合機中で混合した。総混合時間は4.5分間であり、最初の2分間にわたり溶液を添加した。   Breaking yeast powder (69.5 parts) into 12.2% Celite 209 diatomaceous earth (12.2 parts) and a sucrose aqueous solution (18.3 parts) made from water to sugar ratio 3.3 and Kitchen Aid. Mix in a blender. The total mixing time was 4.5 minutes and the solution was added over the first 2 minutes.

固定可能な混合物を、1mmの穴径×1mm厚スクリーンにより組み立てられ、90RPMに設定されたMG−55LCIドーム粗砕機にフィードした。押出物を68.2kg/hrおよび定常2.5アンペア電流において形成した。試料をSherwood乾燥機中で合計15分間乾燥させて6.83%の最終水分レベルを有する固体ペレットを提供した。   The fixable mixture was assembled with a 1 mm hole diameter x 1 mm thick screen and fed to an MG-55 LCI dome crusher set at 90 RPM. Extrudates were formed at 68.2 kg / hr and a steady 2.5 amp current. The sample was dried in a Sherwood dryer for a total of 15 minutes to provide a solid pellet with a final moisture level of 6.83%.

実施例9:
酵母バイオマスのドラム乾燥フレーク(85部)を、15部のCelite 209珪藻土とバッグ中で予備混合した。得られた乾燥混合物を、18mm2軸スクリュー押出機(Coperion Werner Pfleiderer ZSK−18mm MC)に2.3kg/hrにおいてフィードした。乾燥フィードとともに、14部の水および5.1部の糖から作製された水/糖溶液を、押出機の破砕帯域後に8.2ml/minの流速において注入した。押出機は、10kWモーターおよび高トルクシャフトにより、150rpmおよび61〜65の%トルク範囲において稼働して最終水冷バレル中で25℃に冷却された破砕酵母粉末を提供した。
Example 9:
Drum dried flakes of yeast biomass (85 parts) were premixed in a bag with 15 parts Celite 209 diatomaceous earth. The resulting dry mixture was fed to an 18 mm twin screw extruder (Coperion Werner Pfleiderer ZSK-18 mm MC) at 2.3 kg / hr. Along with the dry feed, a water / sugar solution made from 14 parts water and 5.1 parts sugar was injected at a flow rate of 8.2 ml / min after the crush zone of the extruder. The extruder provided a crushed yeast powder that was operated at 150 rpm and 61-65% torque range with a 10 kW motor and high torque shaft and cooled to 25 ° C. in the final water-cooled barrel.

次いで、固定可能な混合物を、1mm穴径×1mm厚スクリーンにより組み立てられ、90RPMに設定されたMG−55LCIドーム粗砕機中にフィードした。押出物を81.4kg/hrおよび定常2.5アンペア電流において形成した。試料をSherwood乾燥機中で15分間乾燥させて、8.3%の最終水分レベルを有する固体ペレットを提供した。   The fixable mixture was then assembled into a MG-55 LCI dome crusher assembled with a 1 mm hole diameter x 1 mm thick screen and set at 90 RPM. Extrudates were formed at 81.4 kg / hr and a steady 2.5 amp current. The sample was dried in a Sherwood dryer for 15 minutes to provide a solid pellet with a final moisture level of 8.3%.

実施例10:
酵母バイオマスのドラム乾燥フレーク(85部)を、15部のCelatom NM−4珪藻土とバッグ中で予備混合した。得られた乾燥混合物を、18mm2軸スクリュー押出機(Coperion Werner Pfleiderer ZSK−18mm MC)に4.6kg/hrにおいてフィードした。乾燥フィードとともに、14部の水および5.1部の糖から作製された水/糖溶液を、押出機の破砕帯域後に8.2ml/minの流速において注入した。押出機は、10kWモーターおよび高トルクシャフトにより、300rpmおよび約34の%トルク範囲において稼働して破砕酵母粉末を提供した。
Example 10:
Drum-dried flakes of yeast biomass (85 parts) were premixed in 15 bags with 15 parts of Celato NM-4 diatomaceous earth. The resulting dry mixture was fed to an 18 mm twin screw extruder (Coperion Werner Pfleiderer ZSK-18 mm MC) at 4.6 kg / hr. Along with the dry feed, a water / sugar solution made from 14 parts water and 5.1 parts sugar was injected at a flow rate of 8.2 ml / min after the crush zone of the extruder. The extruder was run at 300 rpm and a% torque range of about 34 with a 10 kW motor and high torque shaft to provide crushed yeast powder.

次いで、固定可能な混合物を、1mm穴径×1mm厚スクリーンにより組み立てられ、90RPMに設定されたMG−55LCIドーム粗砕機中にフィードした。押出物を81.4kg/hrおよび定常2.5アンペア電流において形成した。試料をSherwood乾燥機中で15分間乾燥させて固体ペレットを提供した。   The fixable mixture was then assembled into a MG-55 LCI dome crusher assembled with a 1 mm hole diameter x 1 mm thick screen and set at 90 RPM. Extrudates were formed at 81.4 kg / hr and a steady 2.5 amp current. The sample was dried in a Sherwood dryer for 15 minutes to provide solid pellets.

固体ペレットの圧縮試験および耐摩耗性
圧縮試験を以下のとおり実施した。ASTM規格D−6683に記載の試験装置およびプロトコルを使用して外部負荷、例えばガス圧勾配により負荷されるものに対する固体ペレットの応答を評価した。本試験において、既知質量の容積を機械的に適用される圧密ストレスの関数として計測する。結果の片対数グラフは、典型的には、試料の圧縮を反映する傾きβを有する直線である。βの値が高ければ圧縮が大きいことを反映する。この圧縮は、加工の間に不所望な隔離およびガス流制限をもたらす粒子破損を示し得る。
The compression test and wear resistance of the solid pellets were performed as follows. The test apparatus and protocol described in ASTM standard D-6683 was used to evaluate the response of the solid pellets to external loads, such as those loaded by a gas pressure gradient. In this test, the volume of known mass is measured as a function of mechanically applied consolidation stress. The resulting semi-log graph is typically a straight line with a slope β that reflects the compression of the sample. A higher β value reflects greater compression. This compression can indicate particle breakage resulting in unwanted sequestration and gas flow restriction during processing.

ASTM試験の最後、負荷をペレット上でさらに2時間維持し、加工時間の延長を模擬した。2時間後に計測されたクリープは、固体ペレットが変形する見込みのさらなる指標である。クリープが低ければ変形が少ないことを示す。   At the end of the ASTM test, the load was maintained on the pellet for an additional 2 hours to simulate an extended processing time. The creep measured after 2 hours is a further indication that the solid pellet is likely to deform. Low creep indicates less deformation.

次いで、試料を含有する試験セルを反転させ、ペレット試料を注ぎ出した。必要により、セルを穏やかにタップして内容物を放出させた。セルを空にすることの容易性およびペレットの得られるテキスチャー(すなわち、ルーズまたは凝集)を記録した。   The test cell containing the sample was then inverted and the pellet sample was poured out. If necessary, the cell was gently tapped to release the contents. The ease of emptying the cell and the resulting texture of the pellet (ie loose or agglomerated) were recorded.

試験後のテキスチャーは、事前の計測において使用された試験セルを空にするのがいかに困難であるかの定性的観察である。最も望ましい試料は直ちに注ぎ出た一方、一部の試料はタップの量の増加を要し、大きい塊になり得た(すなわち、あまり望ましくない)。   The post-test texture is a qualitative observation of how difficult it is to empty the test cell used in the previous measurement. While the most desirable samples poured out immediately, some samples required an increase in the amount of taps and could become large lumps (ie less desirable).

耐摩耗性を測定するため、次いで圧縮試験ASTM試験において事前に圧縮した固体ペレット(10g)を3インチ直径の500ミクロンの篩に移した。篩を手作業でタップして500ミクロンよりも小さいペレットのいかなる最初の断片も除去した。残留ペレットの正味重量を記録した。次いで、それぞれ0.50インチ直径×0.50インチ厚でそれぞれ重量5.3グラムの3つの円筒粉砕媒体ビーズを、篩に添加した。篩を自動篩いシェーカー(Gilson Model SS−3、「8」の設定、自動化タップ「オン」)に装入し、2、5または10分の時間振とうさせた。粉砕媒体ビーズは、ペレットにランダムな角度から何度も衝突する。振とう後、篩下のパンを秤量して摩耗し、篩を介して落下した材料の量を測定した。本試験は、油抽出プロセス後のペレットの極めて粗い取扱を模擬するものとする。   To measure the abrasion resistance, solid pellets (10 g) pre-compressed in the compression test ASTM test were then transferred to a 3 inch diameter 500 micron sieve. The sieve was manually tapped to remove any initial pieces of pellets smaller than 500 microns. The net weight of the residual pellet was recorded. Three cylindrical grinding media beads, each 0.50 inch diameter x 0.50 inch thick and each weighing 5.3 grams, were then added to the sieve. The sieve was loaded into an automatic sieve shaker (Gilson Model SS-3, “8” setting, automated tap “on”) and shaken for 2, 5 or 10 minutes. The grinding media beads impact the pellet many times from a random angle. After shaking, the pan under the sieve was weighed and worn, and the amount of material dropped through the sieve was measured. This test shall simulate the very coarse handling of pellets after the oil extraction process.

実施例3〜10からの固体ペレットをそれぞれ分析してそれらの圧縮特性および耐摩耗性を決定した。結果を以下に表10にまとめる。   The solid pellets from Examples 3-10 were each analyzed to determine their compression properties and wear resistance. The results are summarized in Table 10 below.

Figure 0006061866
Figure 0006061866

SCF抽出
抽出容器に、実施例3〜9からの固体ペレット(乾燥重量基準、表11に列挙)をそれぞれ装填した。ペレットをCOによりフラッシュし、次いで約40℃に加熱し、約311barに加圧した。ペレットをこれらの条件において4.3g/minのCOの流速において約6.8hr抽出し、約150gのCO/g酵母の最終溶媒フィード(S/F)比を得た。一部の実施例において、総抽出時間が11.6時間になるように第2のランをさらに4.8時間実施した。油抽出収率および抽出に使用された規定のパラメーターを表11に列挙する。
SCF Extraction Extraction containers were each loaded with solid pellets from Examples 3-9 (based on dry weight, listed in Table 11). The pellet was flushed with CO 2 and then heated to about 40 ° C. and pressurized to about 311 bar. The pellet was extracted for about 6.8 hr at a CO 2 flow rate of 4.3 g / min under these conditions to give a final solvent feed (S / F) ratio of about 150 g CO 2 / g yeast. In some examples, the second run was performed for an additional 4.8 hours such that the total extraction time was 11.6 hours. The oil extraction yield and the specified parameters used for extraction are listed in Table 11.

Figure 0006061866
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残留ペレット(抽出後)の圧縮試験および耐摩耗性
SCF抽出後、実施例3〜9からの残留ペレットをそれぞれ分析してそれらの圧縮特性および耐摩耗性を決定した。結果を以下の表12にまとめる。
Compression test and wear resistance of residual pellets (after extraction) After SCF extraction, the residual pellets from Examples 3-9 were each analyzed to determine their compression characteristics and wear resistance. The results are summarized in Table 12 below.

Figure 0006061866
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上記に基づき、本明細書に記載の方法[すなわち、(a)ある水分レベルを有し、含油微生物を含む微生物バイオマス、および少なくとも1つの吸油し得る粉砕剤を混合して破砕バイオマス混合物を提供する工程;(b)少なくとも1つの結合剤を前記破砕バイオマス混合物とブレンドして固体ペレットを形成し得る固定可能な混合物を提供する工程;ならびに(c)固定可能な混合物から前記固体ペレットを形成する工程を含む方法]は、ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)からの破砕微生物バイオマスを含む固体ペレットを生成するために首尾良く利用することができることが結論づけられる。さらに、本実施例は、固体ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)ペレットを溶媒(すなわち、SCF抽出)により抽出して微生物油を含む抽出物を提供することができることを実証する。   Based on the above, the method described herein [i.e., (a) mixing a microbial biomass having a moisture level and containing oil-bearing microorganisms and at least one oil-absorbing grinder to provide a crushed biomass mixture. (B) providing at least one binder with the crushed biomass mixture to provide a fixable mixture capable of forming solid pellets; and (c) forming the solid pellets from the fixable mixture. It can be concluded that the method comprising can be successfully utilized to produce solid pellets containing crushed microbial biomass from Yarrowia lipolytica. Furthermore, this example demonstrates that solid Yarrowia lipolytica pellets can be extracted with a solvent (ie, SCF extraction) to provide an extract containing microbial oil.

実施例11
A.酵母細胞バイオマス、油、および残留バイオマス試料についての脂質分布を測定する方法
酵母細胞試料および残留バイオマス試料(すなわち、COによる抽出後の酵母細胞)を、Bligh & Dyer(Lipid Analysis,W.W.Christie 2003に概説された手順に基づく)の方法の改変を使用して抽出し、薄層クロマトグラフィー(TLC)により分離し、メタノール性塩化水素を使用して直接エステル化/エステル交換した。油試料をクロロホルム/メタノール中で溶解させ、次いでTLCにより分離し、直接エステル化/エステル交換した。エステル化/エステル交換した試料は、ガスクロマトグラフィーにより分析した。
Example 11
A. Methods for Measuring Lipid Distribution for Yeast Cell Biomass, Oil, and Residual Biomass Samples Yeast cell samples and residual biomass samples (ie, yeast cells after extraction with CO 2 ) were obtained from Bligh & Dyer (Lipid Analysis, WW). Extraction using a modification of the method (based on the procedure outlined in Christie 2003), separation by thin layer chromatography (TLC) and direct esterification / transesterification using methanolic hydrogen chloride. Oil samples were dissolved in chloroform / methanol and then separated by TLC and directly esterified / esterified. The esterified / transesterified sample was analyzed by gas chromatography.

酵母細胞および残留バイオマス試料は、乾燥粉末として受容した。試料の所定の部分(PUFA濃度に応じて100〜200mg以下)を、Teflon(商標)キャップを有する13×100mmガラス試験管中に秤量し、それに3mL容量の2:1(容量:容量)メタノール/クロロホルム溶液を添加した。試料を十分にボルテックスにかけ、穏やかに撹拌させ、反転させながら室温において1時間インキュベートした。1時間後、1mLのクロロホルムおよび1.8mLの脱イオン水を添加し、混合物を撹拌し、次いで遠心分離して形成された2つの層を分離した。パスツールピペットを使用して、下層を第2のタール塗布13mmガラスバイアル中に取り出し、水性上層を第2の1mLのクロロホルムの部分により30分間再抽出した。2つの抽出物を合わせ、「第1の抽出物」とみなした。溶媒は、TurboVap(商標)を使用して50℃において乾燥窒素を用いて除去し、残留油は適切量の6:1(容量:容量)クロロホルム/メタノール中で再懸濁させて100mg/mL溶液を得た。   Yeast cells and residual biomass samples were received as dry powders. Pre-determined portions of sample (100-200 mg or less depending on PUFA concentration) are weighed into a 13 × 100 mm glass test tube with a Teflon ™ cap, to which 3 mL volume of 2: 1 (volume: volume) methanol / volume Chloroform solution was added. Samples were vortexed well, gently agitated and incubated for 1 hour at room temperature with inversion. After 1 hour, 1 mL of chloroform and 1.8 mL of deionized water were added, the mixture was stirred and then centrifuged to separate the two layers formed. Using a Pasteur pipette, the lower layer was removed into a second tar-coated 13 mm glass vial and the aqueous upper layer was re-extracted with a second 1 mL portion of chloroform for 30 minutes. The two extracts were combined and considered the “first extract”. The solvent is removed with dry nitrogen using TurboVap ™ at 50 ° C. and the residual oil is resuspended in an appropriate amount of 6: 1 (volume: volume) chloroform / methanol to give a 100 mg / mL solution. Got.

上記のとおり得た油(酵母細胞および残留バイオマス試料について)および酵母細胞のCO抽出からの油試料を、TLCにより分析した。TLCは、典型的には、1つの槽を使用して行ったが、個々のPLを同定すべき場合には2つの槽の手順も用いた。1つの槽のTLC手順において、5×20cmシリカゲル60プレート(VWRから得たEMD#5724−3)を、プレート下部から2cmにわたり薄い鉛筆の線を描くことにより調製した。適切量の試料(約60μL)を、鉛筆の線の頂部上のプレートにわたり完全にスポットし、スポット間にいかなる空間も残さなかった。第2のプレートに既知のスタンダードおよび試料を1〜2μ量を使用してスポットした。プレートを5〜10分間空気乾燥させ、プレートのラン前に一片のブロッティングペーパーにより槽中で少なくとも30分間平衡化したヘキサン−ジエチルエーテル酢酸混合物(70:30:1容量基準)を使用して展開した。 The oil sample from above as resulting oil (for yeast cells and residual biomass samples) and CO 2 extracts of yeast cells was analyzed by TLC. TLC was typically performed using a single tank, but a two tank procedure was also used when individual PLs were to be identified. In one tank TLC procedure, a 5 × 20 cm silica gel 60 plate (EMD # 5724-3 from VWR) was prepared by drawing a thin pencil line over 2 cm from the bottom of the plate. An appropriate amount of sample (approximately 60 μL) was completely spotted across the plate on top of the pencil line, leaving no space between the spots. The second plate was spotted with known standards and samples using 1-2 μm amounts. Plates were allowed to air dry for 5-10 minutes and developed using a hexane-diethyl ether acetic acid mixture (70: 30: 1 volume basis) equilibrated in a bath with a piece of blotting paper for at least 30 minutes before running the plate. .

プレートを上部の1/4インチ以内に展開させた後、それらをN環境中で15分間乾燥させた。次いで、スタンダードおよび小さい試料スポットを有する第2のプレートを、ヨウ素結晶により飽和させて調製プレートについての参照として機能する槽中で展開させた。調製プレート上のバンドは、バンドの端部をヨウ素により極めて薄く染色し、鉛筆を使用してバンドをそれぞれの画分(すなわち、PL画分、FFA画分、TAG画分およびDAG画分)に従ってグルーピングすることにより同定した。DAGバンドは、1,2−DAG、1,3−DAG、およびMAGバンドの一部の分離を示し得、典型的には、この全領域をDAGバンドとして切り取った。バンドをゲルから切り取り、13mmガラスバイアルに移した。プレートの残部をヨウ素槽中で展開させて対象のバンドの完全な取り出しを確認した。 After the plates were developed within the upper ¼ inch, they were dried in an N 2 environment for 15 minutes. A second plate with standard and small sample spots was then developed in a bath that was saturated with iodine crystals and served as a reference for the preparation plate. Bands on the preparation plate are stained very lightly with iodine at the end of the band, and using a pencil, band according to the respective fraction (ie PL fraction, FFA fraction, TAG fraction and DAG fraction). Identified by grouping. The DAG band may show some separation of the 1,2-DAG, 1,3-DAG, and MAG bands, and typically this entire region was cut out as a DAG band. Bands were cut from the gel and transferred to 13 mm glass vials. The rest of the plate was developed in an iodine bath to confirm complete removal of the band of interest.

それぞれのバンドを含有するガラスバイアルに、適切量のトルエン中のトリグリセリド内部スタンダードを添加した。それぞれのバンドの可視濃度に応じて、100μLの0.1から5mg/mL内部スタンダードを通常使用した。共溶媒(この場合、トルエン)を内部スタンダードとともに添加した。内部スタンダードを使用しなかった場合、追加の共溶媒を添加して長鎖脂質のエステル化/エステル交換を完了させた。1mLの1%メタノール性塩化水素溶液(5mLの塩化アセチルを50mLの冷却乾燥メタノールにゆっくり添加することにより調製)を添加し、試料をキャップし、穏やかに混合し、加熱ブロック中に80℃において1時間装入した。1時間後、試料を取り出し、冷却させた。1mLの1N塩化ナトリウム溶液および400μLのヘキサンを添加し、次いで試料を少なくとも12秒間ボルテックスにかけ、遠心分離して2つの層を分離した。次いで、上層を、水性(下)層のいずれによっても汚染しないように慎重に扱い取り出した。上層を、インサートを装着したGCバイアル中に装入し、キャップした。   To a glass vial containing each band, an appropriate amount of triglyceride internal standard in toluene was added. Depending on the visible concentration of each band, 100 μL of 0.1 to 5 mg / mL internal standard was usually used. A co-solvent (in this case toluene) was added along with the internal standard. If the internal standard was not used, additional cosolvent was added to complete the long chain lipid esterification / transesterification. Add 1 mL of 1% methanolic hydrogen chloride solution (prepared by slowly adding 5 mL of acetyl chloride to 50 mL of chilled dry methanol), cap the sample, mix gently, and add 1 at 80 ° C. in a heating block. I was charged for hours. After 1 hour, the sample was removed and allowed to cool. 1 mL of 1N sodium chloride solution and 400 μL of hexane were added, then the sample was vortexed for at least 12 seconds and centrifuged to separate the two layers. The upper layer was then carefully handled and removed so as not to be contaminated by any of the aqueous (lower) layers. The upper layer was placed in a GC vial fitted with an insert and capped.

試料は、火炎イオン化検出器(FID)およびOmegawax 320カラム(30m×0.32mm ID ×25μmフィルム厚、Supelco(Bellfonte,PA)により製造)を備えたAgilentモデル6890ガスクロマトグラフ(Agilent Technologies,Santa Clara,CA)を使用して分析した。ヘリウムキャリアガスを、20:1または30:1のスプリット比で1〜3mL/minの範囲内で一定に保持した。オーブン条件は以下のとおりであった:0分間の初期時間および0.5分間の平衡化時間で160℃の初期温度。温度傾斜は0分間の最終保持時間について200℃まで5度/min、次いで合計16分間について保持時間の4分間について240℃まで10度/minであった。インレットは260℃に設定した。FID検出器も260℃に設定した。Nu−Chek Prep GLC参照スタンダード(#461)を、滞留時間確認のためにランした。   The sample was an Agilent model 6890 gas chromatograph (Agilent Technologies, Santa Clara, with a flame ionization detector (FID) and an Omegawax 320 column (30 m × 0.32 mm ID × 25 μm film thickness, manufactured by Supelco, Bellfonte, Pa.). CA). The helium carrier gas was held constant within a range of 1-3 mL / min with a 20: 1 or 30: 1 split ratio. The oven conditions were as follows: an initial temperature of 160 ° C. with an initial time of 0 minutes and an equilibration time of 0.5 minutes. The temperature ramp was 5 degrees / min to 200 ° C. for a final hold time of 0 minutes, then 10 degrees / min to 240 ° C. for a hold time of 4 minutes for a total of 16 minutes. The inlet was set at 260 ° C. The FID detector was also set at 260 ° C. Nu-Chek Prep GLC reference standard (# 461) was run for residence time confirmation.

GC結果はAgilent’s Custom Reportsを使用して収集し、それぞれの脂肪酸の面積をそれらの割合の計算のためにExcelスプレッドシートに移した。次いで、脂質クラス中の脂肪酸の総量を変換するための補正係数を適用することができた。それぞれの構成成分の総割合を、TLC前に誘導体化された元の抽出物と比較した。   GC results were collected using Agilent's Custom Reports, and the area of each fatty acid was transferred to an Excel spreadsheet for calculation of their proportions. A correction factor could then be applied to convert the total amount of fatty acids in the lipid class. The total proportion of each component was compared to the original extract derivatized before TLC.

B.抽出法
抽出は、一般的方法に従って実施した。以下の実施例12〜20に報告される酵母および抽出油中の種々の脂質構成成分の分析は、本明細書に上記の薄層およびガスクロマトグラフィー法を使用して測定した。酵母試料について、このまとめは、分析手順を使用して試料から抽出された脂質の分析を反映する。抽出酵母試料についてこの手順により分析された脂質の量は、同等のフィード酵母および油抽出物試料の量と比較して比較的小さい(典型的には、出発フィード酵母中の抽出可能な油の<3%)。結果のまとめの表は、試料のそれぞれについての脂質構成成分の相対分布を示す。表上部にわたり横の列に示されるそれぞれの同定された脂質構成成分について、リン脂質(PL)、ジアシルグリセリド(DAG)、遊離脂肪酸(FFA)、およびトリアシルグリセリド(TAG)としてのその構成成分の相対分布を、表の欄の下方に示す。それぞれの試料についての第1のラインは、TLC前に誘導体化された元の抽出物の分析を示す。続くラインは、TLCおよびGCによるそれぞれの構成成分の分析を挙げ、それぞれの構成成分の総割合をその試料についての最後のラインで表す。
B. Extraction method The extraction was carried out according to a general method. The analysis of the various lipid components in yeast and extract oils reported in Examples 12-20 below was determined using the thin layer and gas chromatography methods described herein above. For yeast samples, this summary reflects the analysis of lipids extracted from the samples using analytical procedures. The amount of lipid analyzed by this procedure for the extracted yeast sample is relatively small compared to the amount of comparable feed yeast and oil extract samples (typically <> of the extractable oil in the starting feed yeast. 3%). The results summary table shows the relative distribution of lipid components for each of the samples. For each identified lipid component shown in a row across the top of the table, phospholipid (PL), diacylglyceride (DAG), free fatty acid (FFA), and its component as triacylglyceride (TAG) The relative distribution is shown below the table column. The first line for each sample shows an analysis of the original extract derivatized before TLC. The following line lists the analysis of each component by TLC and GC, and the total percentage of each component is represented by the last line for that sample.

以下の実施例12〜20において、報告された油の抽出収率は、抽出前の酵母試料と抽出後の残留バイオマスとの間の重量差により測定し、割合として表現した。重量差は、COと接触させることにより抽出された油の量に起因すると想定した。得られた油の実重量は、一般に、質量差に基づき予期された重量の約85%以内と見出された。 In Examples 12-20 below, the reported oil extraction yields were measured by the weight difference between the yeast sample before extraction and the residual biomass after extraction and expressed as a percentage. Weight difference was assumed to be due to the amount of oil extracted by contacting with CO 2. The actual weight of the resulting oil was generally found to be within about 85% of the expected weight based on mass difference.

実施例12
311barおよび40℃における抽出曲線
本実施例の目的は、抽出曲線の作成を実証することであった。316SS管(0.95cmのo.d.×0.62cmのi.d.×26.7cmの長さ)から製作された8mL抽出容器に、公称2.7gの乾燥および機械的に破砕された酵母細胞(すなわち、ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Y8672株)を一連の抽出のために繰り返し装填して40℃および311barにおけるこの酵母試料についての抽出曲線を決定した。それぞれの抽出のため、抽出容器および酵母をCOによりフラッシュし、次いでCOにより40℃において311barに加圧した。表13に示すとおり、酵母試料をこれらの条件および種々の時間にわたる1.5g/minのCO流速において抽出して対応する抽出収率をもたらす一連の溶媒フィード比を得た。図4は、これらのデータを抽出曲線でプロットする。約40gのCO/g酵母の溶媒フィード比における曲線中の中断は、選択温度および圧力においてこの特定の酵母試料中の利用可能な油を効率的に抽出するために少なくともこの溶媒比が要求されることを示す。
Example 12
Extraction curve at 311 bar and 40 ° C. The purpose of this example was to demonstrate the creation of an extraction curve. Nominally 2.7 g of dried and mechanically crushed into 8 mL extraction vessel made from 316SS tube (0.95 cm od × 0.62 cm id × 26.7 cm length) Yeast cells (ie, Yarrowia lipolytica strain Y8672) were repeatedly loaded for a series of extractions to determine the extraction curve for this yeast sample at 40 ° C. and 311 bar. For each extraction, the extraction vessel and yeast flushed with CO 2, then pressurized to 311bar at 40 ° C. by CO 2. As shown in Table 13, yeast samples were extracted at 1.5 g / min CO 2 flow rates over these conditions and various times to obtain a series of solvent feed ratios that yielded the corresponding extraction yields. FIG. 4 plots these data with an extraction curve. An interruption in the curve in the solvent feed ratio of about 40 g CO 2 / g yeast requires at least this solvent ratio to efficiently extract the available oil in this particular yeast sample at the selected temperature and pressure. Indicates that

一連の抽出は、異なる温度および/または圧力条件において繰り返して特定の微生物バイオマス試料についての一連の抽出曲線を作成することができ、このことは例えば経済、所望の抽出収率、または使用されるCOの総量に基づく最適な抽出条件の選択を可能とする。 The series of extractions can be repeated at different temperature and / or pressure conditions to create a series of extraction curves for a particular microbial biomass sample, which can be, for example, economic, desired extraction yield, or CO used The optimum extraction condition based on the total amount of 2 can be selected.

Figure 0006061866
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比較例C7
得られた抽出物の分別を用いない酵母細胞の抽出
本比較例の目的は、抽出物の分別も残留バイオマスの連続抽出も用いずにCOによる微生物バイオマスの抽出、およびそうして得られた抽出物の脂質組成を実証することであった。316SS管(1.27cmのo.d.×0.94cmのi.d.×26.0cmの長さ)から製作された18mLの抽出容器に、4.99gの乾燥および機械的に破砕された酵母細胞(すなわち、ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Y8672株)を装填した。酵母試料をCOによりフラッシュし、次いで40℃に加熱し、222barに加圧した。酵母試料をこれらの条件において2.3g/minのCOの流速において5.5時間抽出し、149gのCO/g酵母の最終溶媒フィード比を得た。抽出物の収率は18.2重量%であった。
Comparative Example C7
Extraction of yeast cells without fractionation of the resulting extract The purpose of this comparative example was to extract microbial biomass with CO 2 without using fractionation of the extract or continuous extraction of residual biomass, and thus obtained It was to demonstrate the lipid composition of the extract. 4.99 g of dried and mechanically crushed into 18 mL extraction vessel made from 316SS tube (1.27 cm od × 0.94 cm id × 26.0 cm length) Yeast cells (i.e., Yarrowia lipolytica strain Y8672) were loaded. The yeast sample was flushed with CO 2 then heated to 40 ° C. and pressurized to 222 bar. Yeast samples were extracted for 5.5 hours at a CO 2 flow rate of 2.3 g / min under these conditions to give a final solvent feed ratio of 149 g CO 2 / g yeast. The yield of the extract was 18.2% by weight.

以下の表は、出発フィード酵母(微生物バイオマス)、抽出酵母(残留バイオマス)、および得られた抽出物についての脂質分析をまとめる。酵母細胞について、50重量パーセント(重量%)のFFAおよび59.8重量%のTAGが、3/6の割合[フィード酵母中のEPAを含むFFAの重量%をフィード酵母中のFFAの総重量%により割ったもの、割合として表現し、両方のパーセント値はTLC分析から採用した]および49/82の割合[フィード酵母中のEPAを含むTAGの重量%をフィード酵母中のTAGの総重量%により割ったもの、割合として表現し、両方のパーセント値はTLC分析から採用した]としてそれぞれ計算されたEPAを含有することが見出された。抽出物中のPLの不存在(0重量%)は、出発フィード酵母中に存在する脂質のPL画分が残留バイオマス中に残留し、COにより抽出物中に区分化しないことを示す。結果は、抽出物が90重量%のTAG、4重量%のFFA、および6重量%のDAGを含有することも示す。抽出物について、50%のFFAおよび58.9%のTAGが、2/4の割合[抽出物中のEPAを含むFFAの重量%を抽出物中のFFAの総重量%により割ったもの、割合として表現し、両方のパーセント値はTLC分析から採用した]および53/90の割合(抽出物中のEPAを含むTAGの重量%を抽出物中のTAGの総重量%により割ったもの、割合として表現し、両方のパーセント値はTLC分析から採用した)としてそれぞれ計算されたEPAを含有することが見出された。 The following table summarizes the lipid analysis for the starting feed yeast (microbial biomass), extracted yeast (residual biomass), and the resulting extract. For yeast cells, 50 weight percent (wt%) of FFA and 59.8 wt% of TAG is a 3/6 ratio [wt% of FFA including EPA in feed yeast is the total wt% of FFA in feed yeast. Divided by, expressed as a percentage, both percentage values were taken from the TLC analysis] and a 49/82 percentage [wt% of TAG with EPA in feed yeast is divided by total weight of TAG in feed yeast] It was found to contain EPA each expressed as divided, expressed as a percentage, both percentage values taken from TLC analysis. Absence of PL in the extract (0 wt%) indicates that the PL fraction of lipids present in the starting feed yeast remaining residual biomass, not sectioned in the extract by CO 2. The results also show that the extract contains 90 wt% TAG, 4 wt% FFA, and 6 wt% DAG. For the extract, 50% FFA and 58.9% TAG were in a ratio of 2/4 [weight percent of FFA with EPA in extract divided by total weight percent of FFA in extract, proportion Both percentage values were taken from the TLC analysis] and a ratio of 53/90 (% by weight of TAG with EPA in the extract divided by the total weight% of TAG in the extract, as a percentage Expressed and both percentage values were found to contain EPA each calculated as TLC analysis).

Figure 0006061866
Figure 0006061866

実施例13
連続圧力抽出による脂質分別
本実施例の目的は、酵母試料の連続圧力抽出および得られた抽出物の脂質組成物を実証することであった。316SS管(1.27cmのo.d.×0.94cmのi.d.×26.0cmの長さ)から製作された18mL抽出容器に、3.50gの乾燥および機械的に破砕された酵母細胞(すなわち、ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Y8672株)を装填した。
Example 13
Lipid fractionation by continuous pressure extraction The purpose of this example was to demonstrate the continuous pressure extraction of a yeast sample and the lipid composition of the resulting extract. 3.50 g dried and mechanically crushed yeast into an 18 mL extraction vessel made from 316SS tube (1.27 cm od × 0.94 cm id × 26.0 cm length) Cells were loaded (ie, Yarrowia lipolytica strain Y8672).

抽出物A:酵母をCOによりフラッシュし、次いで40℃に加熱し、125barに加圧した。酵母試料をこれらの条件において2.3g/minのCOの流速において5時間抽出し、その時間において圧力を150barに増加させた。抽出をさらに1.2時間継続し、238gのCO/g酵母の最終溶媒フィード比を得た。抽出物Aの収率は11.7重量%であった。 Extract A: Yeast was flushed with CO 2 and then heated to 40 ° C. and pressurized to 125 bar. Yeast samples were extracted at these conditions for 5 hours at a flow rate of 2.3 g / min CO 2 , during which time the pressure was increased to 150 bar. The extraction was continued for an additional 1.2 hours to obtain a final solvent feed ratio of 238 g CO 2 / g yeast. The yield of Extract A was 11.7% by weight.

抽出物B:抽出を、同一の部分抽出酵母試料を用いて圧力を222barに増加させ、CO流を2.3g/minにおいて4.0時間継続することにより継続し、この画分について153gのCO/g酵母の最終溶媒フィード比を得た。抽出物Bの収率は、抽出容器に装填された元の酵母の6.2重量%であった。 Extract B: Extraction is continued by increasing the pressure to 222 bar using the same partially extracted yeast sample and continuing the CO 2 flow for 4.0 hours at 2.3 g / min, and for this fraction 153 g A final solvent feed ratio of CO 2 / g yeast was obtained. The yield of extract B was 6.2% by weight of the original yeast loaded in the extraction vessel.

以下の表は、出発フィード酵母および2つの抽出物についての脂質分析をまとめる。結果は、用いられる抽出条件下で、微生物バイオマス油のFFAおよびDAGが抽出物A(9重量%のそれぞれを含有)に選択的に区分化された一方、抽出物BはTAGが富化された(1重量%のDAGのみ含有し、FFAは計測されなかった)ことを示す。より具体的には、抽出物Bは、約99%のTAGであり、TAGの約62.6%が、62/99の割合[抽出物B中のEPAを含むTAGの重量%を抽出物B中のTAGの総重量%により割ったもの、割合として表現し、両方のパーセント値はTLC分析から採用した]として計算された)EPAを含有することが見出された。対照的に、酵母細胞のTAGの約59.8%が、49/82の割合(フィード酵母中のEPAを含むTAGの重量%をフィード酵母中のTAGの総重量%により割ったもの、割合として表現し、両方のパーセント値はTLC分析から採用した)として計算されたEPAを含有することが見出された。これらの結果は、続いて段階的減圧を介して分別される抽出物を提供するための酵母試料のSCFCO抽出により得ることができる結果と類似することが予期される。 The following table summarizes the lipid analysis for the starting feed yeast and the two extracts. The results show that, under the extraction conditions used, the microbial biomass oils FFA and DAG were selectively partitioned into Extract A (containing 9% by weight each), while Extract B was enriched with TAG. (Only 1% by weight of DAG was contained, and FFA was not measured). More specifically, Extract B is about 99% TAG, and about 62.6% of TAG has a ratio of 62/99 [weight% of TAG containing EPA in Extract B. Divided by the total weight percent of TAG in, expressed as a percentage, both percentage values taken from TLC analysis] were found to contain EPA). In contrast, about 59.8% of the TAG in the yeast cell was 49/82 ratio (weight% of TAG containing EPA in feed yeast divided by total weight% of TAG in feed yeast, as a percentage Expressed and both percentage values were found to contain EPA calculated as taken from TLC analysis). These results are expected to be similar to the results that can be obtained by SCFCO 2 extraction of yeast samples to provide extracts that are subsequently fractionated via stepwise vacuum.

Figure 0006061866
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実施例14
連続圧力抽出による脂質分別
本実施例の目的は、異なる抽出条件下での酵母試料の連続圧力抽出および得られる抽出物の脂質組成を実証することであった。316SS管(2.54cmのo.d.×1.93cmのi.d.×30.5cmの長さ)から製作された89mL抽出容器に、15.0gの乾燥および機械的に破砕された酵母細胞(すなわち、ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Y8672株)を装填した。
Example 14
Lipid fractionation by continuous pressure extraction The purpose of this example was to demonstrate the continuous pressure extraction of yeast samples under different extraction conditions and the lipid composition of the resulting extract. 15.0 g of dried and mechanically crushed yeast in 89 mL extraction vessel made from 316SS tube (2.54 cm od × 1.93 cm id × 30.5 cm length) Cells were loaded (ie, Yarrowia lipolytica strain Y8672).

抽出物A:酵母をCOによりフラッシュし、次いで40℃に加熱し、125barに加圧した。酵母試料をこれらの条件において2.3g/minのCOの流速において3.9時間抽出し、その時間において流速を4.7g/minのCOに増加させ、抽出をさらに2.3時間継続した。次いで、圧力を141barに増加させた。抽出を4.7g/minのCOにおいてさらに4.1時間継続し、154gのCO/g酵母の最終溶媒フィード比を得た。抽出物Aの収率は8.7重量%であった。 Extract A: Yeast was flushed with CO 2 and then heated to 40 ° C. and pressurized to 125 bar. The yeast sample is extracted at these conditions for 3.9 hours at a CO 2 flow rate of 2.3 g / min, at which time the flow rate is increased to 4.7 g / min CO 2 and extraction continues for an additional 2.3 hours. did. The pressure was then increased to 141 bar. The extraction was continued for an additional 4.1 hours at 4.7 g / min CO 2 to give a final solvent feed ratio of 154 g CO 2 / g yeast. The yield of Extract A was 8.7% by weight.

抽出物B:抽出を、同一の部分抽出酵母試料を用いて圧力を222barに増加させ、CO流を4.7g/minにおいて8.0時間継続することにより継続し、この抽出物について150gのCO/g酵母の最終溶媒フィード比を得た。抽出物Bの収率は、抽出容器に装填された元の酵母の15.4重量%であった。 Extract B: Extraction is continued by increasing the pressure to 222 bar using the same partially extracted yeast sample and continuing the CO 2 flow at 4.7 g / min for 8.0 hours, and for this extract 150 g A final solvent feed ratio of CO 2 / g yeast was obtained. The yield of Extract B was 15.4% by weight of the original yeast loaded in the extraction vessel.

以下の表は、出発フィード酵母、両方の抽出後の残留バイオマスおよび2つの抽出物についての脂質分析をまとめる。結果は、出発フィード酵母中に存在する脂質のPL画分が残留バイオマス中に残留することを示す。用いられる抽出条件下で、微生物バイオマスのFFAおよびDAGは、抽出物Aに選択的に区分化した一方、抽出物BはTAGが富化された。より具体的には、抽出物Bは、約97%のTAGであり、FFAは計測されず、TAGの約61.9%がEPAを含有することが見出された。対照的に、酵母細胞のTAGの約59.8%がEPAを含有することが見出された。これらの結果は、続いて段階的減圧を介して分別される抽出物を提供するための酵母試料のSCFCO抽出により得ることができる結果と類似することが予期される。 The table below summarizes the lipid analysis for the starting feed yeast, residual biomass after both extractions and the two extracts. The results show that the PL fraction of lipid present in the starting feed yeast remains in the residual biomass. Under the extraction conditions used, the microbial biomass FFA and DAG were selectively partitioned into Extract A, while Extract B was enriched with TAG. More specifically, Extract B was about 97% TAG, FFA was not measured, and about 61.9% of TAG was found to contain EPA. In contrast, it was found that about 59.8% of TAGs in yeast cells contain EPA. These results are expected to be similar to the results that can be obtained by SCFCO 2 extraction of yeast samples to provide extracts that are subsequently fractionated via stepwise vacuum.

Figure 0006061866
Figure 0006061866

実施例15
連続圧力抽出による脂質分別
本実施例の目的は、異なる抽出条件下での酵母試料の連続圧力抽出および得られる抽出物の脂質組成を実証することであった。316SS管(2.54cmのo.d.×1.93cmのi.d.×30.5cmの長さ)から製作された89mL抽出容器に、20.0
gの乾燥および機械的に破砕された酵母細胞(すなわち、ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Y8672株)を装填した。
Example 15
Lipid fractionation by continuous pressure extraction The purpose of this example was to demonstrate the continuous pressure extraction of yeast samples under different extraction conditions and the lipid composition of the resulting extract. In an 89 mL extraction vessel made from a 316SS tube (2.54 cm od × 1.93 cm id × 30.5 cm length), 20.0
g dry and mechanically disrupted yeast cells (ie, Yarrowia lipolytica strain Y8672) were loaded.

抽出物A:酵母をCOによりフラッシュし、次いで40℃に加熱し、110barに加圧した。酵母試料をこれらの条件において4.7g/minのCOの流速において7.1時間抽出し、100gのCO/g酵母の最終溶媒フィード比を得た。抽出物Aの収率は4.1重量%であった。 Extract A: Yeast was flushed with CO 2 and then heated to 40 ° C. and pressurized to 110 bar. Yeast samples were extracted for 7.1 hours at a flow rate of 4.7 g / min CO 2 under these conditions to give a final solvent feed ratio of 100 g CO 2 / g yeast. The yield of Extract A was 4.1% by weight.

抽出物B:抽出を、同一の部分抽出酵母試料を用いて圧力を222barに増加させ、CO流を4.7g/minにおいて15.0時間において継続することにより継続し、この抽出物について212gのCO/g酵母の最終溶媒フィード比を得た。抽出物Bの収率は、抽出容器に装填された元の酵母の14.6重量%であった。 Extract B: Extraction is continued by increasing the pressure to 222 bar using the same partially extracted yeast sample and continuing the CO 2 flow at 4.7 g / min for 15.0 hours, with 212 g for this extract. A final solvent feed ratio of CO 2 / g yeast was obtained. The yield of Extract B was 14.6% by weight of the original yeast loaded in the extraction vessel.

以下の表は、出発フィード酵母、両方の抽出後の残留バイオマスおよび2つの抽出物についての脂質分析をまとめる。結果は、出発フィード酵母中に存在する脂質のPL画分が残留バイオマス中に残留することを示す。用いられる抽出条件下で、微生物バイオマスのFFAおよびDAGは、抽出物Aに選択的に区分化した一方、抽出物BはTAGが富化された(すなわち、油画分Bは約95%のTAGであった)。これらの結果は、続いて段階的減圧を介して分別される抽出物を提供するための酵母試料のSCFCO抽出により得ることができる結果と類似することが予期される。 The table below summarizes the lipid analysis for the starting feed yeast, residual biomass after both extractions and the two extracts. The results show that the PL fraction of lipid present in the starting feed yeast remains in the residual biomass. Under the extraction conditions used, the microbial biomass FFA and DAG were selectively partitioned into Extract A, while Extract B was enriched with TAG (ie, Oil Fraction B was about 95% TAG). there were). These results are expected to be similar to the results that can be obtained by SCFCO 2 extraction of yeast samples to provide extracts that are subsequently fractionated via stepwise vacuum.

本明細書の実施例13から15は、抽出物の脂質構成成分の区分化が多段階抽出における抽出条件の選択により影響を受け得ることを集合的に説明する。そのような区分化は、おそらく、図3に説明されるプロセスにより得られる油抽出物の圧力の連続低減から得られる。   Examples 13 to 15 herein collectively illustrate that the partitioning of lipid constituents of an extract can be influenced by the selection of extraction conditions in a multi-stage extraction. Such segmentation is probably obtained from a continuous reduction in the pressure of the oil extract obtained by the process illustrated in FIG.

Figure 0006061866
Figure 0006061866

実施例16
500barにおけるSCF抽出
本実施例の目的は、500barにおける超臨界流体としてのCOによる酵母細胞の抽出、および得られる抽出物の組成を実証することであった。そのような抽出条件は、少なくとも1つのPUFAを含むリファインド組成物を得る方法であって、少なくとも1つのPUFAを含む微生物バイオマスを好適な抽出条件下でCOと接触させ、続いて抽出物を例えば連続減圧により分別することを含む方法の第1の工程で使用することができた。
Example 16
SCF extraction The purpose of this example in 500 bar was to demonstrate the composition of extract of yeast cells, and the resulting extract by CO 2 as the supercritical fluid in the 500 bar. Such an extraction condition is a method of obtaining a refined composition comprising at least one PUFA, wherein the microbial biomass comprising at least one PUFA is contacted with CO 2 under suitable extraction conditions, followed by the extraction of the extract. For example, it could be used in the first step of the process involving fractionation by continuous vacuum.

10mL抽出容器に、2.01gの乾燥および機械的に破砕された酵母細胞(すなわち、ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Y4305−F1B1株)を装填し、容器を市販の自動化超臨界流体抽出装置、すなわち、IscoモデルSFX3560抽出器中に設置した。この装置は、抽出容器のそれぞれの端部上に2ミクロン焼結金属フィルターを備えた10mLのプラスチック抽出容器を利用した。この容器に、抽出すべき基質を装填し、次いで抽出容器の内側および外側に対する圧力を均等化する高圧抽出室中にロードした。CO溶媒を、シリンジポンプ(ISCOモデル260D)により計量供給し、規定の抽出温度に予熱し、次いで抽出容器を通過させた。抽出室を電気抵抗加熱器により所望の抽出温度に加熱した。圧力は、装置の一体部分である自動化可変制流子により容器上で維持した。 A 10 mL extraction vessel is loaded with 2.01 g of dried and mechanically disrupted yeast cells (ie, Yarrowia lipolytica strain Y4305-F1B1) and the vessel is placed on a commercially available automated supercritical fluid extraction device, In an Isco model SFX3560 extractor. This apparatus utilized a 10 mL plastic extraction vessel with a 2 micron sintered metal filter on each end of the extraction vessel. The vessel was loaded with the substrate to be extracted and then loaded into a high pressure extraction chamber that equalized the pressure on the inside and outside of the extraction vessel. CO 2 solvent was metered in with a syringe pump (ISCO model 260D), preheated to the specified extraction temperature, and then passed through the extraction vessel. The extraction chamber was heated to the desired extraction temperature with an electric resistance heater. The pressure was maintained on the vessel by an automated variable restrictor that was an integral part of the device.

酵母試料をCOによりフラッシュし、次いで40℃に加熱し、500barに加圧した。酵母試料をこれらの条件において0.86g/minのCOの流速において5.8時間抽出し、150gのCO/g酵母の最終溶媒フィード比を得た。抽出油の収率は32.8重量%であった。以下の表は、出発フィード酵母、抽出後の残留バイオマスおよび抽出により得られた油についての脂質分析をまとめる。結果は、出発フィード酵母中に存在する脂質のPL画分が残留バイオマス中に残留し、FFA、DAG、およびTAGを含むCO抽出油に区分化しなかったことを示す。 The yeast sample was flushed with CO 2 and then heated to 40 ° C. and pressurized to 500 bar. Yeast samples were extracted 5.8 hours at a flow rate of CO 2 0.86 g / min at these conditions, to give a final solvent feed ratio of 150 g CO 2 / g yeast. The yield of extracted oil was 32.8% by weight. The following table summarizes the lipid analysis for the starting feed yeast, the residual biomass after extraction and the oil obtained by extraction. The results show that the PL fraction of lipids present in the starting feed yeast remained in the residual biomass and was not partitioned into CO 2 extract oils containing FFA, DAG, and TAG.

Figure 0006061866
Figure 0006061866

実施例17
310barにおけるSCF抽出
本実施例の目的は、310barにおける超臨界流体としてのCOによる酵母細胞の抽出、および得られる抽出物の組成を実証することであった。そのような抽出条件は、少なくとも1つのPUFAを含むリファインド組成物を得る方法であって、少なくとも1つのPUFAを含む微生物バイオマスを好適な抽出条件下でCOと接触させ、続いて抽出物を例えば連続減圧により分別することを含む方法の第1の工程で使用することができた。
Example 17
SCF extraction The purpose of this example in 310Bar was to demonstrate the composition of extract of yeast cells, and the resulting extract by CO 2 as the supercritical fluid in 310Bar. Such an extraction condition is a method of obtaining a refined composition comprising at least one PUFA, wherein the microbial biomass comprising at least one PUFA is contacted with CO 2 under suitable extraction conditions, followed by the extraction of the extract. For example, it could be used in the first step of the process involving fractionation by continuous vacuum.

316SS管(2.54cmのo.d.×1.93cmのi.d.×30.5cmの長さ)から製作された89mLの抽出容器に、25.1gの乾燥および機械的に破砕された酵母細胞(すなわち、ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Y9502株)を装填した。酵母試料をCOによりフラッシュし、次いで40℃に加熱し、310barに加圧した。酵母試料をこれらの条件において5.0mL/minCOの流速において4.4時間抽出し、50gのCO/g酵母の最終溶媒フィード比を得た。抽出油の収率は28.8重量%であった。以下の表は、出発フィード酵母、抽出後の残留バイオマスおよび抽出により得られた油についての脂質分析をまとめる。結果は、出発フィード酵母中に存在する脂質のPL画分が残留バイオマス中に残留し、FFA、DAG、およびTAGを含むCO抽出油に区分化しなかったことを示す。 25.1 g of dried and mechanically crushed into 89 mL extraction vessel made from 316SS tube (2.54 cm od × 1.93 cm id × 30.5 cm length) Yeast cells (ie, Yarrowia lipolytica strain Y9502) were loaded. The yeast sample was flushed with CO 2 and then heated to 40 ° C. and pressurized to 310 bar. Yeast samples were extracted 4.4 hours at a flow rate of 5.0 mL / Minco 2 In these conditions, to give a final solvent feed ratio of CO 2 / g yeast 50 g. The yield of extracted oil was 28.8% by weight. The following table summarizes the lipid analysis for the starting feed yeast, the residual biomass after extraction and the oil obtained by extraction. The results show that the PL fraction of lipids present in the starting feed yeast remained in the residual biomass and was not partitioned into CO 2 extract oils containing FFA, DAG, and TAG.

Figure 0006061866
Figure 0006061866

実施例18
222barにおけるSCF抽出
本実施例の目的は、222barにおける超臨界流体としてのCOによる酵母細胞の抽出、および得られる抽出物の組成を実証することであった。そのような抽出条件は、少なくとも1つのPUFAを含むリファインド組成物を得る方法であって、少なくとも1つのPUFAを含む微生物バイオマスを好適な抽出条件下でCOと接触させ、続いて抽出物を例えば連続減圧により分別することを含む方法の第1の工程で使用することができた。
Example 18
SCF extraction The purpose of this example in 222Bar was to demonstrate the composition of extract of yeast cells, and the resulting extract by CO 2 as the supercritical fluid in 222Bar. Such an extraction condition is a method of obtaining a refined composition comprising at least one PUFA, wherein the microbial biomass comprising at least one PUFA is contacted with CO 2 under suitable extraction conditions, followed by the extraction of the extract. For example, it could be used in the first step of the process involving fractionation by continuous vacuum.

316SS管(2.54cmのo.d.×1.93cmのi.d.×30.5cmの長さ)から製作された89mLの抽出容器に、25.1gの乾燥および機械的に破砕された酵母細胞(すなわち、ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Y8672株)を装填した。酵母試料をCOによりフラッシュし、次いで40℃に加熱し、222barに加圧した。酵母試料をこれらの条件において4.7g/minCOの流速において13.7時間抽出し、154gのCO/g酵母の最終溶媒フィード比を得た。抽出油の収率は18.1重量%であった。この抽出は、さらに4回反復させ、それぞれの時間において新たな酵母試料を用い、5つの抽出物を確立した。残留バイオマス試料および抽出油試料もそれぞれ確立し、混合して5つの抽出からの複合試料を提供した。以下の表は、出発フィード酵母、確立残留バイオマスおよび抽出により得られた確立油についての脂質分析をまとめる。油は、7重量%のFFA、7重量%のDAG、および86重量%のTAGを含むことが見出された。 25.1 g of dried and mechanically crushed into 89 mL extraction vessel made from 316SS tube (2.54 cm od × 1.93 cm id × 30.5 cm length) Yeast cells (i.e., Yarrowia lipolytica strain Y8672) were loaded. The yeast sample was flushed with CO 2 then heated to 40 ° C. and pressurized to 222 bar. Yeast samples were extracted 13.7 hours at a flow rate of 4.7 g / Minco 2 In these conditions, to give a final solvent feed ratio of CO 2 / g yeast 154 g. The yield of extracted oil was 18.1% by weight. This extraction was repeated a further 4 times, and 5 extracts were established using a new yeast sample at each time. Residual biomass samples and extracted oil samples were also established and mixed to provide composite samples from five extractions. The following table summarizes the lipid analysis for the starting feed yeast, the established residual biomass and the established oil obtained by extraction. The oil was found to contain 7 wt% FFA, 7 wt% DAG, and 86 wt% TAG.

Figure 0006061866
Figure 0006061866

実施例19
85barにおける液体CO抽出
本実施例の目的は、85barにおける液体としてのCOによる酵母細胞の抽出、および得られる抽出物の組成を実証することであった。そのような抽出条件は、少なくとも1つのPUFAを含むリファインド組成物を得る方法であって、少なくとも1つのPUFAを含む微生物バイオマスを好適な抽出条件下でCOと接触させ、続いて抽出物を例えば連続減圧により分別することを含む方法の第1の工程で使用することができた。
Example 19
Liquid CO 2 extraction at 85 bar The purpose of this example was to demonstrate the extraction of yeast cells with CO 2 as liquid at 85 bar and the composition of the resulting extract. Such an extraction condition is a method of obtaining a refined composition comprising at least one PUFA, wherein the microbial biomass comprising at least one PUFA is contacted with CO 2 under suitable extraction conditions, followed by the extraction of the extract. For example, it could be used in the first step of the process involving fractionation by continuous vacuum.

316SS管(0.95cmのo.d.×0.62cmのi.d.×26.7cmの長さ)から製作された8mLの抽出容器に、0.966gの乾燥および機械的に破砕された酵母細胞(すなわち、ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Y8672株)を装填した。酵母試料をCOによりフラッシュし、次いで22℃において液体COにより85barに加圧した。酵母試料をこれらの条件において0.69g/minのCOの流速において8.5時間抽出し、361gのCO/g酵母の最終溶媒フィード比を得た。抽出油の収率は21.4重量%であった。以下の表は、出発フィード酵母、残留バイオマスおよび抽出により得られた油についての脂質分析をまとめる。結果は、出発フィード酵母中に存在する脂質のPL画分が残留バイオマス中に残留し、CO抽出油に区分化しなかったことを示す。油は、8重量%のFFA、5重量%のDAG、および86重量%のTAGを含んだ。 0.966 g of dried and mechanically crushed into 8 mL extraction vessel made from 316SS tube (0.95 cm od × 0.62 cm id × 26.7 cm length) Yeast cells (i.e., Yarrowia lipolytica strain Y8672) were loaded. The yeast sample was flushed with CO 2 and then pressurized to 85 bar with liquid CO 2 at 22 ° C. Yeast samples were extracted for 8.5 hours at a flow rate of 0.69 g / min CO 2 under these conditions to give a final solvent feed ratio of 361 g CO 2 / g yeast. The yield of extracted oil was 21.4% by weight. The following table summarizes the lipid analysis for the starting feed yeast, residual biomass and oil obtained by extraction. The results show that PL fraction of lipids present in the starting feed yeast remaining residual biomass, were not partitioned into CO 2 extracted oil. The oil contained 8 wt% FFA, 5 wt% DAG, and 86 wt% TAG.

Figure 0006061866
Figure 0006061866

実施例20
SCFCO/EtOHによる残留リン脂質の抽出
本実施例の目的は、PL画分および第2の残留バイオマス試料を得るための、抽出剤としての超臨界COおよびエタノールの混合物による第1の残留バイオマス試料の抽出を実証することであった。
Example 20
Extraction of residual phospholipids with SCFCO 2 / EtOH The purpose of this example is to obtain a first residual biomass with a mixture of supercritical CO 2 and ethanol as extractant to obtain a PL fraction and a second residual biomass sample It was to demonstrate sample extraction.

316SS管(1.27cmのo.d.×0.94cmのi.d.×26.0cmの長さ)から製作された18mLの抽出容器に、実施例13からの6.39gの残留バイオマス(抽出ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Y8672株)を装填し、これを本明細書において第1の残留バイオマスと称する。材料をCOによりフラッシュし、次いで40℃においてCO/メタノール混合物(抽出剤)により222barに加圧した。CO流速は2.3g/minであり、エタノール流速は0.12g/minであり、抽出容器にフィードされる溶媒中の5.0重量%のエタノール濃度を得た。第1の残留バイオマスをこれらの条件において5.3時間抽出し、残留バイオマス1g当たり120gのCO/エタノールの最終溶媒フィード比を得た。油の抽出収率は、この事前に抽出された材料から2.4重量%であった。以下の表は、第1の残留バイオマス(本実施例についての出発試料)、第2の残留バイオマス(本実施例における抽出後の第1の残留バイオマス)、および第1の残留バイオマスの抽出により得られた油についての脂質分析をまとめる。以下の表中のデータから把握することができるとおり、油は、本質的に純粋なPLを含むことが見出された。実施例13において事前に実施された抽出は、酵母細胞からの中性脂肪および遊離脂肪酸を既に除去した。 In an 18 mL extraction vessel made from a 316 SS tube (1.27 cm od × 0.94 cm id × 26.0 cm length), 6.39 g residual biomass from Example 13 ( Extracted Yarrowia lipolytica (Y8672 strain) is loaded and is referred to herein as the first residual biomass. The material was flushed with CO 2 and then pressurized to 222 bar with a CO 2 / methanol mixture (extractant) at 40 ° C. The CO 2 flow rate was 2.3 g / min, the ethanol flow rate was 0.12 g / min, and an ethanol concentration of 5.0% by weight in the solvent fed to the extraction vessel was obtained. The first residual biomass was extracted for 5.3 hours at these conditions to give a final solvent feed ratio of 120 g CO 2 / ethanol per gram of residual biomass. The oil extraction yield was 2.4% by weight from this pre-extracted material. The following table is obtained by extraction of the first residual biomass (starting sample for this example), the second residual biomass (first residual biomass after extraction in this example), and the first residual biomass. Summarize lipid analysis for the oils obtained. As can be seen from the data in the table below, the oil was found to contain essentially pure PL. The extraction performed in advance in Example 13 already removed triglycerides and free fatty acids from the yeast cells.

Figure 0006061866
Figure 0006061866

実施例21
本実施例の目的は、本明細書に記載のペレット化、抽出、分別および蒸留法において微生物バイオマスとして利用することができる少なくとも1つの多価不飽和脂肪酸を含む代替的微生物バイオマスを提供することである。
Example 21
The purpose of this example is to provide an alternative microbial biomass comprising at least one polyunsaturated fatty acid that can be utilized as a microbial biomass in the pelleting, extraction, fractionation and distillation methods described herein. is there.

ω−3/ω−6PUFAの生成について遺伝子操作された多数の油性酵母が本出願に記載の本発明による好適な微生物バイオマスであるが、油性酵母ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)の代表的な株を表5に記載する。これらには、ATCCにより寄託されている以下の株が含まれる:Y・リポリティカ(Y.lipolytica)Y2047株(ARAを生成;ATCC受託番号PTA−7186);Y・リポリティカ(Y.lipolytica)Y2096株(EPAを生成;ATCC受託番号PTA−7184);Y・リポリティカ(Y.lipolytica)Y2201株(EPAを生成;ATCC受託番号PTA−7185);Y・リポリティカ(Y.lipolytica)Y3000株(DHAを生成;ATCC受託番号PTA−7187);Y・リポリティカ(Y.lipolytica)Y4128株(EPAを生成;ATCC受託番号PTA−8614);Y・リポリティカ(Y.lipolytica)Y4127株(EPAを生成;ATCC受託番号PTA−8802);Y・リポリティカ(Y.lipolytica)Y8406株(EPAを生成;ATCC受託番号PTA−10025);Y・リポリティカ(Y.lipolytica)Y8412株(EPAを生成;ATCC受託番号PTA−10026);およびY・リポリティカ(Y.lipolytica)Y8259株(EPAを生成;ATCC受託番号PTA−10027)。   A number of oleaginous yeasts genetically engineered for the production of ω-3 / ω-6 PUFAs are preferred microbial biomass according to the invention described in this application, but representative strains of the oleaginous yeast Yarrowia lipolytica are It is described in Table 5. These include the following strains deposited by ATCC: Y. lipolytica strain Y2047 (producing ARA; ATCC accession number PTA-7186); Y. lipolytica strain Y2096 (Generate EPA; ATCC deposit number PTA-7184); Y. lipolytica Y2201 strain (generate EPA; ATCC deposit number PTA-7185); Y. lipolytica Y3000 strain (DHA) AT.CC deposit number PTA-7187); Y. lipolytica Y4128 strain (producing EPA; ATCC deposit number PTA-8614); Y. lipolytica strain Y4127 (EPA. Y. lipolytica Y8406 strain (producing EPA; ATCC deposit number PTA-10025); Y. lipolytica Y8412 strain (producing EPA; ATCC depositing; ATCC depositing; ATCC depositing) No. PTA-10026); and Y. lipolytica strain Y8259 (producing EPA; ATCC accession number PTA-10027).

したがって、例えば、表5は、総脂肪酸の25.9%から34%のGLA、総脂肪酸の10.9%から14%のARA、総脂肪酸の9%から61.8%のEPAおよび総脂肪酸の5.6%のDHAを生成する微生物宿主を示す。   Thus, for example, Table 5 shows GLA from 25.9% to 34% of total fatty acids, 10.9% to 14% ARA of total fatty acids, 9% to 61.8% EPA of total fatty acids and total fatty acids. A microbial host producing 5.6% DHA is shown.

当業者は、本発明の方法論が高レベルのEPA生成を実証する微生物バイオマスに限定されるのではなく、代替的ω−3/ω−6PUFAまたはそれらの組合せまたはPUFAの高レベルの生成を実証する微生物バイオマスに同等に好適であることを認識する。   One skilled in the art will not be limited to microbial biomass where the methodology of the present invention demonstrates high levels of EPA production, but instead demonstrates alternative omega-3 / ω-6 PUFAs or combinations thereof or high levels of PUFA production. Recognize that it is equally suitable for microbial biomass.

実施例22A
ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Z1978株からのEPAを含む未処理微生物バイオマスの調製
本実施例は、EPAの生成について遺伝子操作された組換えヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Z1978株および2段階流加プロセスを使用するこの株を培養するために使用された手段を記載する。微生物バイオマスを前処理して56.1EPA%TFAを有する乾燥未処理微生物バイオマスをもたらした。
Example 22A
Preparation of untreated microbial biomass containing EPA from Yarrowia lipolytica strain Z1978 This example shows recombinant Yarrowia lipolytica strain Z1978 and a two-stage fed-batch process genetically engineered for EPA production. The means used to cultivate this strain using is described. The microbial biomass was pretreated to yield dry untreated microbial biomass with 56.1 EPA% TFA.

Y9502株からのヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Z1978株の作製
株からのZ1978株の開発は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第13/218,591号明細書(E.I.duPont de Nemours & Co.,Inc.、代理人整理番号CL4783USNA、2011年8月26日出願)に記載されている。
Generation of Yarrowia lipolytica Z1978 strain from Y9502 strain The development of the Z1978 strain from the strain has been described in US patent application Ser. No. 13 / 218,591 (EI DuPont), which is incorporated herein by reference. de Nemours & Co., Inc., attorney docket number CL4783 USNA, filed August 26, 2011).

具体的には、Y9502株(前出の材料参照)のUra3遺伝子を破壊するため、構築物pZKUM(図6A;配列番号1;米国特許出願公開第2009−0093543−A1号明細書の表15に記載)を使用してUra3突然変異体遺伝子をY9502株のUra3遺伝子中に統合した。形質転換は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第2009−0093543−A1号明細書の方法論に従って実施した。合計27個の形質転換体(8つの形質転換体を含む第1の群、8つの形質転換体を含む第2の群、および11個の形質転換体を含む第3の群から選択)を、5−フルオロオロチン酸[「FOA」]プレート(FOAプレートは、1リットル当たり以下を含む:20gのグルコース、6.7gの酵母窒素原礎培地、75mgのウラシル、75mgのウリジンおよび100mg/Lから1000mg/Lの濃度の範囲に対するFOA活性試験に基づく適切量のFOA(Zymo Research Corp.,Orange,CA)(それというのも、供給業者から受容したそれぞれのバッチ内で変動が生じるためである))上で成長させた。さらなる実験は、形質転換体の第3の群のみが実際のUra−表現型を有することを決定した。   Specifically, the construct pZKUM (FIG. 6A; SEQ ID NO: 1; US Patent Application Publication No. 2009-0093543-A1) is described in Table 15 in order to disrupt the Ura3 gene of the Y9502 strain (see the above-mentioned material). ) Was used to integrate the Ura3 mutant gene into the Ura3 gene of strain Y9502. Transformation was performed according to the methodology of US Patent Application Publication No. 2009-0093543-A1, which is incorporated herein by reference. A total of 27 transformants (selected from a first group comprising 8 transformants, a second group comprising 8 transformants, and a third group comprising 11 transformants), 5-Fluororotic acid [“FOA”] plates (FOA plates contain the following per liter: 20 g glucose, 6.7 g yeast nitrogen basic medium, 75 mg uracil, 75 mg uridine and 100 mg / L to 1000 mg The appropriate amount of FOA (Zymo Research Corp., Orange, CA) based on the FOA activity test for a range of / L concentrations (because variations occur within each batch received from the supplier)) Grown on. Further experiments determined that only a third group of transformants had an actual Ura-phenotype.

脂肪酸[「FA」]分析のため、細胞を遠心分離により回収し、脂質をBligh,E.G.& Dyer,W.J.(Can.J.Biochem.Physiol.,37:911−917(1959))に記載のとおり抽出した。脂肪酸メチルエステル[「FAME」]を、ナトリウムメトキシドによる脂質抽出物のエステル交換により調製し(Roughan,G.,and Nishida I.,Arch Biochem Biophys.,276(1):38−46(1990))、続いて30−m×0.25mm(i.d.)HP−INNOWAX(Hewlett−Packard)カラムを備えたHewlett−Packard 6890 GCにより分析した。オーブン温度は3.5℃/minにおいて170℃(25分間保持)から185℃であった。   For fatty acid [“FA”] analysis, cells were collected by centrifugation and lipids were analyzed by Bligh, E .; G. & Dyer, W.M. J. et al. (Can. J. Biochem. Physiol., 37: 911-917 (1959)). Fatty acid methyl esters [“FAME”] were prepared by transesterification of lipid extracts with sodium methoxide (Roughhan, G., and Nishida I., Arch Biochem Biophys., 276 (1): 38-46 (1990). ), Followed by a Hewlett-Packard 6890 GC equipped with a 30-m × 0.25 mm (id) HP-INNOWAX (Hewlett-Packard) column. The oven temperature was 170 ° C. (held for 25 minutes) to 185 ° C. at 3.5 ° C./min.

直接的な塩基エステル交換のため、ヤロウィア(Yarrowia)細胞(0.5mL培養物)を回収し、蒸留水中で1回洗浄し、Speed−Vac中で真空下で5〜10分間乾燥させた。ナトリウムメトキシド(100μlの1%)および既知量のC15:0トリアシルグリセロール(C15:0TAG;カタログ番号T−145,Nu−Check Prep,Elysian,MN)を試料に添加し、次いで試料をボルテックスにかけ、50℃において30分間ロックした。3滴の1MのNaClおよび400μlのヘキサンの添加後、試料をボルテックスにかけ、回転させた。上層を取り出し、GCにより分析した(前出)。   For direct base transesterification, Yarrowia cells (0.5 mL culture) were collected, washed once in distilled water, and dried in a Speed-Vac for 5-10 minutes under vacuum. Sodium methoxide (100 μl of 1%) and a known amount of C15: 0 triacylglycerol (C15: 0TAG; catalog number T-145, Nu-Check Prep, Elysian, MN) are added to the sample and then the sample is vortexed And locked at 50 ° C. for 30 minutes. After the addition of 3 drops of 1M NaCl and 400 μl hexane, the sample was vortexed and rotated. The upper layer was removed and analyzed by GC (supra).

あるいは、Lipid Analysis,William W.Christie,2003に記載の塩基触媒エステル交換法の改変を、発酵またはフラスコ試料からのブロス試料の定型分析に使用した。具体的には、ブロス試料を室温水中で急速解凍し、次いで0.22μmのCorning(登録商標)Costar(登録商標)Spin−X(登録商標)遠心チューブフィルター(カタログ番号8161)を有するタール塗布2mL微小遠心チューブ中に(0.1mgに)秤量した。予め測定されたDCWに応じて、試料(75〜800μl)を使用した。Eppendorf 5430遠心分離機を使用して、試料を14,000rpmにおいて5〜7分間または必要な限り遠心分離してブロスを取り出した。フィルターを取り出し、液体を抜き、約500μlの脱イオン水をフィルターに添加して試料を洗浄した。遠心分離して水を除去した後、フィルターを再度取り出し、液体を抜き、フィルターを再挿入した。次いで、チューブを遠心分離機中に再挿入し、このときは頂部を開放し、約3〜5分間乾燥させた。次いで、フィルターをチューブの約1/2の箇所で切断し、新たな2mL丸底Eppendorfチューブ(カタログ番号2236335−2)中に挿入した。   Alternatively, Lipid Analysis, William W. A modification of the base-catalyzed transesterification method described by Christie, 2003 was used for routine analysis of broth samples from fermentation or flask samples. Specifically, broth samples were thawed rapidly in room temperature water and then tar coated 2 mL with a 0.22 μm Corning® Costar® Spin-X® centrifugal tube filter (Catalog Number 8161). Weighed into a microcentrifuge tube (to 0.1 mg). Samples (75-800 μl) were used depending on the pre-measured DCW. Using an Eppendorf 5430 centrifuge, the sample was centrifuged at 14,000 rpm for 5-7 minutes or as needed to remove the broth. The filter was removed, the liquid was drained, and approximately 500 μl of deionized water was added to the filter to wash the sample. After removing water by centrifugation, the filter was removed again, the liquid was drained, and the filter was reinserted. The tube was then reinserted into the centrifuge, with the top open and allowed to dry for about 3-5 minutes. The filter was then cut at about one half of the tube and inserted into a new 2 mL round bottom Eppendorf tube (catalog number 2236335-2).

切断フィルター容器の周縁に接触するにすぎず、試料またはフィルター材料に接触しない適切なツールによりフィルターをチューブの底部に押圧した。トルエン中の既知量のC15:0TAG(前出)を添加し、500μlの新たに作製された1%のナトリウムメトキシドのメタノール中溶液を添加した。試料ペレットを適切なツールにより完全に崩壊させ、チューブを密閉し、50℃加熱ブロック(VWRカタログ番号12621−088)中に30分間装入した。次いで、チューブを少なくとも5分間冷却させた。次いで、400μlのヘキサンおよび500μlの1MのNaClの水中溶液を添加し、チューブを2回6秒間ボルテックスにかけ、1分間遠心分離した。約150μlの頂部(有機)層をインサートを有するGCバイアル中に装入し、GCにより分析した。   The filter was pressed against the bottom of the tube with a suitable tool that only contacted the periphery of the cut filter container and not the sample or filter material. A known amount of C15: 0TAG (supra) in toluene was added, and 500 μl of a freshly made solution of 1% sodium methoxide in methanol. The sample pellet was completely disintegrated with a suitable tool, the tube was sealed and placed in a 50 ° C. heating block (VWR catalog number 12621-088) for 30 minutes. The tube was then allowed to cool for at least 5 minutes. Then 400 μl hexane and 500 μl 1M NaCl solution in water were added and the tube was vortexed twice for 6 seconds and centrifuged for 1 minute. About 150 μl of the top (organic) layer was placed in a GC vial with an insert and analyzed by GC.

GC分析を介して記録されたFAMEピークを、既知の脂肪酸と比較したその滞留時間により特定し、FAMEピーク面積を既知量の内部スタンダード(C15:0TAG)と比較することにより定量した。したがって、任意の脂肪酸FAMEの近似量(μg)[「μgFAME」]は式:(規定の脂肪酸についてのFAMEピーク面積/スタンダードFAMEピーク面積)(スタンダードC15:0TAGのμg)に従って計算する一方、C15:0TAGの1μgは0.9503μgの脂肪酸に等しいため、任意の脂肪酸の量(μg)[「μgFA」]は式:(特定の脂肪酸についてのFAMEピーク面積/スタンダードFAMEピーク面積)(スタンダードC15:0TAGのμg)0.9503に従って計算する。0.9503の変換係数は、0.95から0.96の範囲であるほとんどの脂肪酸について決定される値の近似であることに留意されたい。 The FAME peak recorded via GC analysis was identified by its residence time compared to a known fatty acid and quantified by comparing the FAME peak area with a known amount of internal standard (C15: 0TAG). Thus, the approximate amount (μg) [“μg FAME”] of any fatty acid FAME is calculated according to the formula: (FAME peak area for the specified fatty acid / standard FAME peak area) * (standard C15: 0 μg of 0TAG), while C15 : 1 μg of 0TAG is equal to 0.9503 μg fatty acid, so the amount of any fatty acid (μg) [“μg FA”] is the formula: (FAME peak area for a specific fatty acid / standard FAME peak area) * (Standard C15: 0 TAG μg) * Calculated according to 0.9503. Note that the 0.9503 conversion factor is an approximation of the value determined for most fatty acids ranging from 0.95 to 0.96.

それぞれの個々の脂肪酸の量をTFAの重量パーセントとしてまとめる脂質プロファイルを、個々のFAMEピーク面積を全てのFAMEピーク面積の総和により割って100を掛けることにより決定した。   A lipid profile summing the amount of each individual fatty acid as a weight percent of TFA was determined by dividing the individual FAME peak area by the sum of all FAME peak areas and multiplying by 100.

このように、GC分析は、第3群のpZKUM−形質転換体#1、#3、#6、#7、#8、#10および#11にそれぞれ28.5%、28.5%、27.4%、28.6%、29.2%、30.3%および29.6%のEPAのTFAが存在することを示した。これらの7つの株を、Y9502U12、Y9502U14、Y9502U17、Y9502U18、Y9502U19、Y9502U21およびY9502U22株(集合的にY9502U)株とそれぞれ命名した。   Thus, GC analysis was performed on the third group of pZKUM-transformants # 1, # 3, # 6, # 7, # 8, # 10 and # 11, respectively, 28.5%, 28.5%, 27 .4%, 28.6%, 29.2%, 30.3% and 29.6% EPA TFA were present. These seven strains were named Y9502U12, Y9502U14, Y9502U17, Y9502U18, Y9502U19, Y9502U21 and Y9502U22 strains (collectively Y9502U) strains, respectively.

次いで、構築物pZKL3−9DP9N(図6B;配列番号2)を作製して1つのδ−9デサチュラーゼ遺伝子、1つのコリンリン酸シチジリルトランスフェラーゼ遺伝子、および1つのδ−9エロンガーゼ突然変異体遺伝子をY9502U株のヤロウィア(Yarrowia)YALI0F32131p遺伝子座(GenBank受託番号XM_506121)に統合した。pZKL3−9DP9Nプラスミドは、以下の構成成分を含有した:   The construct pZKL3-9DP9N (FIG. 6B; SEQ ID NO: 2) was then generated to transfer one δ-9 desaturase gene, one choline phosphate cytidylyltransferase gene, and one δ-9 elongase mutant gene to strain Y9502U. Integrated into the Yarrowia YALI0F32131p locus (GenBank accession number XM — 506121). The pZKL3-9DP9N plasmid contained the following components:

Figure 0006061866
Figure 0006061866

pZKL3−9DP9NプラスミドをAscI/SphIにより消化し、次いでY9502U17株の形質転換に使用した。形質転換体細胞を最小培地[「MM」]プレート上にプレーティングし、30℃に3〜4日間維持した(最小培地は、1リットル当たり:20gのグルコース、1.7gのアミノ酸を有さない酵母窒素原礎培地、1.0gのプロリン、およびpH6.1(調整不要)を含む)。単一コロニーをMMプレート上に再度画線し、次いで液体MM中に30℃において接種し、250rpm/minにおいて2日間振とうさせた。細胞を遠心分離により回収し、高グルコース培地[「HGM」]中で再懸濁し、次いで250rpm/minにおいて5日間振とうさせた(高グルコース培地は、1リットル当たり:80gのグルコース、2.58gのKHPOおよび5.36gのKHPO、pH7.5(調整不要)を含む)。細胞を上記の脂肪酸分析に供した。 The pZKL3-9DP9N plasmid was digested with AscI / SphI and then used for transformation of the Y9502U17 strain. Transformant cells were plated on minimal medium [“MM”] plates and maintained at 30 ° C. for 3-4 days (minimal medium: 20 g glucose, no 1.7 g amino acids) Yeast nitrogen basic medium, 1.0 g proline, and pH 6.1 (no adjustment needed)). Single colonies were streaked again on MM plates, then inoculated into liquid MM at 30 ° C. and shaken at 250 rpm / min for 2 days. Cells were harvested by centrifugation, resuspended in high glucose medium [“HGM”] and then shaken at 250 rpm / min for 5 days (high glucose medium: 80 g glucose per liter: 2.58 g Of KH 2 PO 4 and 5.36 g of K 2 HPO 4 , pH 7.5 (no adjustment required). Cells were subjected to the fatty acid analysis described above.

GC分析は、選択された96個のpZKL3−9DP9Nを有するY9502U17の株のほとんどが50〜56%のEPAのTFAを生成することを示した。59.0%、56.6%、58.9%、56.5%、および57.6%のEPAのTFAを生成した5つの株(すなわち、#31、#32、#35、#70および#80)を、それぞれZ1977、Z1978、Z1979、Z1980およびZ1981と命名した。   GC analysis indicated that most of the Y9502U17 strains with 96 selected pZKL3-9DP9Ns produced 50-56% EPA TFA. Five strains that produced 59.0%, 56.6%, 58.9%, 56.5%, and 57.6% EPA TFA (ie, # 31, # 32, # 35, # 70 and # 80) were named Z1977, Z1978, Z1979, Z1980 and Z1981, respectively.

野性型ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)ATCC#20362に対するこれらのpZKL3−9DP9N形質転換体株の最終遺伝子型は、Ura+、Pex3−、unknown1−、unknown2−、unknown3−、unknown4−、unknown5−、unknown6−、unknown7−、unknown8−、unknown9−、unknown10−、unknown11−、YAT1::ME3S::Pex16、GPD::ME3S::Pex20、YAT1::ME3S::Lip1、FBAINm::EgD9eS::Lip2、EXP1::EgD9eS::Lip1、GPAT::EgD9e::Lip2、YAT1::EgD9eS::Lip2、YAT::EgD9eS−L35G::Pex20、FBAINm::EgD8M::Pex20、EXP1::EgD8M::Pex16、FBAIN::EgD8M::Lip1、GPD::EaD8S::Pex16(2コピー)、YAT1::E389D9eS/EgD8M::Lip1、YAT1::EgD9eS/EgD8M::Aco、FBAINm::EaD9eS/EaD8S::Lip2、GPDIN::YlD9::Lip1、GPD::FmD12::Pex20、YAT1::FmD12::Oct、EXP1::FmD12S::Aco、GPDIN::FmD12::Pex16、EXP1::EgD5M::Pex16、FBAIN::EgD5SM::Pex20、GPDIN::EgD5SM::Aco、GPM::EgD5SM::Oct、EXP1::EgD5SM::Lip1、YAT1::EaD5SM::Oct、FBAINm::PaD17::Aco、EXP1::PaD17::Pex16、YAT1::PaD17S::Lip1、YAT1::YlCPT::Aco、YAT1::MCS::Lip1、FBA::MCS::Lip1、YAT1::MaLPAAT1S::Pex16、EXP1::YlPCT::Pex16であった。   The final genotypes of these pZKL3-9DP9N transformant strains for the wild type Yarrowia lipolytica ATCC # 20362 are Ura +, Pex3-, unknown1-, unknown6-, unknown5-, unknown-, unknown, , Unknown7-, unknown8-, unknown9-, unknown10-, unknown11-, YAT1 :: ME3S :: Pex16, GPD :: ME3S :: Pex20, YAT1 :: ME3S :: Lip1, FBAINm :: EgD9eS :: P1: : EgD9eS :: Lip1, GPAT :: EgD9e :: Lip2, YAT1 :: EgD9eS :: Lip2, Y T :: EgD9eS-L35G :: Pex20, FBAINm :: EgD8M :: Pex20, EXP1 :: EgD8M :: Pex16, FBAIN :: EgD8M :: Lip1, GPD :: EaD8S :: Pex16 (2 copies), YAT1 :: E389De / EgD8M :: Lip1, YAT1 :: EgD9eS / EgD8M :: Aco, FBAINm :: EaD9eS / EaD8S :: Lip2, GPIN :: YlD9 :: Lip1, GPD :: FmD12 :: Pex20, YAT1 :: FmD12: EXP1 :: FmD12S :: Aco, GPIN :: FmD12 :: Pex16, EXP1 :: EgD5M :: Pex16, FBAIN :: EgD5SM :: Pex20, GPIN :: EgD5SM :: Aco, GPM :: EgD5SM :: Oct, EXP1 :: EgD5SM :: Lip1, YAT1 :: EaD5SM :: Oct, FBAINm :: PaD17 :: Aco, EXP1 :: PaD17 :: Pex16, YAT1 :: PaD17S :: Lip1, YAT1: : YlCPT :: Aco, YAT1 :: MCS :: Lip1, FBA :: MCS :: Lip1, YAT1 :: MaLPAAT1S :: Pex16, EXP1 :: YlPCT :: Pex16.

Z1977、Z1978、Z1979、Z1980およびZ1981株のYALI0F32131p遺伝子座(GenBank受託番号XM_50612)のノックアウトは、pZKL3−9DP9Nによる形質転換により生成されたこれらのEPA株のいずれにおいても確認されなかった。   Knockout of the YALI0F32131p locus (GenBank accession number XM — 50612) of the Z1977, Z1978, Z1979, Z1980 and Z1981 strains was not confirmed in any of these EPA strains generated by transformation with pZKL3-9DP9N.

Z1977、Z1978、Z1979、Z1980およびZ1981株のYPDプレートからの細胞を、成長させ、以下の方法論に従って総脂質含有率および組成について分析した。   Cells from YPD plates of Z1977, Z1978, Z1979, Z1980 and Z1981 strains were grown and analyzed for total lipid content and composition according to the following methodology.

Y.リポリティカ(Y.lipolytica)の特定株の総脂質含有率および組成の詳細な分析のため、フラスコアッセイを以下のとおり実施した。具体的には、新たに画線された細胞の1つのループを3mLの発酵培地[「FM」]培地中に接種し、250rpmおよび30℃において一晩成長させた(発酵培地は、1リットル当たり:6.70g/Lの酵母窒素原礎培地、6.00gのKHPO、2.00gのKHPO、1.50gのMgSO 7HO、20gのグルコースおよび5.00gの酵母抽出物(BBL)を含む)。OD600nmを計測し、細胞のアリコートを125mLフラスコ中の25mLのFM培地で0.3の最終OD600nmまで添加した。250rpmおよび30℃におけるシェーカーインキュベーターにおける2日後、6mLの培養物を遠心分離により回収し、125mLフラスコ中の25mLのHGM中で再懸濁した。250rpmおよび30℃におけるシェーカーインキュベーターにおける5日後、1mLのアリコートを脂肪酸分析(前出)に使用し、乾燥細胞重量[「DCW」]測定のために10mLを乾燥させた。 Y. For a detailed analysis of the total lipid content and composition of a specific strain of Lipolytica (Y. lipolytica), a flask assay was performed as follows. Specifically, one loop of freshly streaked cells was inoculated into 3 mL of fermentation medium [“FM”] medium and grown overnight at 250 rpm and 30 ° C. (fermentation medium per liter : 6.70 g / L yeast nitrogen basic medium, 6.00 g KH 2 PO 4 , 2.00 g K 2 HPO 4 , 1.50 g MgSO 4 * 7H 2 O, 20 g glucose and 5.00 g Including yeast extract (BBL). OD 600 nm was measured and an aliquot of cells was added to a final OD 600 nm of 0.3 with 25 mL FM medium in a 125 mL flask. After 2 days in a shaker incubator at 250 rpm and 30 ° C., 6 mL cultures were collected by centrifugation and resuspended in 25 mL HGM in a 125 mL flask. After 5 days in a shaker incubator at 250 rpm and 30 ° C., 1 mL aliquots were used for fatty acid analysis (supra) and 10 mL were dried for dry cell weight [“DCW”] measurements.

DCW測定のため、10mLの培養物を、Beckman GS−6R遠心分離機中のBeckman GH−3.8ローター中で4000rpmにおける5分間の遠心分離により回収した。ペレットを25mLの水中で再懸濁し、上記のとおり再回収した。洗浄したペレットを20mLの水中で再懸濁し、事前に秤量したアルミニウムパンに移した。細胞懸濁液を真空オーブン中で80℃において一晩乾燥させた。細胞の重量を測定した。   For DCW measurements, 10 mL cultures were harvested by centrifugation at 4000 rpm for 5 minutes in a Beckman GH-3.8 rotor in a Beckman GS-6R centrifuge. The pellet was resuspended in 25 mL water and recollected as described above. The washed pellet was resuspended in 20 mL water and transferred to a pre-weighed aluminum pan. The cell suspension was dried in a vacuum oven at 80 ° C. overnight. The cell weight was measured.

細胞の総脂質含有率[「TFA%DCW」]を計算し、TFAの重量パーセントとしてのそれぞれの脂肪酸の濃度[「%TFA」]および乾燥細胞重量のパーセントとしてのEPA含有率[「EPA%DCW」]をまとめるデータとともに考察した。   The total lipid content of the cells [“TFA% DCW”] is calculated, the concentration of each fatty acid as the weight percent of TFA [“% TFA”] and the EPA content as a percentage of the dry cell weight [“EPA% DCW]. ]] Together with data to summarize.

したがって、以下の表24は、フラスコアッセイにより測定されたZ1977、Z1978、Z1979、Z1980およびZ1981株の総脂質含有率および組成をまとめる。具体的には、この表は、細胞の総乾燥細胞重量[「DCW」]、細胞の総脂質含有率[「TFA%DCW」]、TFAの重量パーセントとしてのそれぞれの脂肪酸の濃度[「%TFA」]および乾燥細胞重量のパーセントとしてのEPA含有率[「EPA%DCW」]をまとめる。   Thus, Table 24 below summarizes the total lipid content and composition of strains Z1977, Z1978, Z1979, Z1980 and Z1981 as measured by flask assay. Specifically, this table shows the total dry cell weight of cells [“DCW”], the total lipid content of cells [“TFA% DCW”], the concentration of each fatty acid as a weight percent of TFA [“% TFA”. ]] And EPA content as a percentage of dry cell weight ["EPA% DCW"].

Figure 0006061866
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続いて、Z1978株を部分ゲノムシーケンシング(米国特許出願第13/218591号明細書)に供した。この作業は、4つ(6つでない)のδ−5−デサチュラーゼ遺伝子がヤロウィア(Yarrowia)ゲノム中に統合されたことを決定した(すなわち、EXP1::EgD5M::Pex16、FBAIN::EgD5SM::Pex20、EXP1::EgD5SM::Lip1、およびYAT1::EaD5SM::Oct)。   Subsequently, the Z1978 strain was subjected to partial genome sequencing (US Patent Application No. 13/218591). This work determined that four (not six) δ-5-desaturase genes were integrated into the Yarrowia genome (ie, EXP1 :: EgD5M :: Pex16, FBAIN :: EgD5SM :: Pex20, EXP1 :: EgD5SM :: Lip1, and YAT1 :: EaD5SM :: Oct).

ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Z1978株の発酵
ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Z1978株を、前出の材料セクションに記載のとおり2段階流加プロセスにおいて成長させた。
Fermentation of Yarrowia lipolytica strain Z1978 Yarrowia lipolytica strain Z1978 was grown in a two-stage fed-batch process as described in the material section above.

発酵後、酵母バイオマスを脱水および洗浄して塩および残留培地を除去し、リパーゼ活性を最小化した。次いで、ドラム乾燥させて水分を5%未満に低減させて短期貯蔵および輸送の間の油安定性を確保した。   After fermentation, the yeast biomass was dehydrated and washed to remove salt and residual media to minimize lipase activity. The drum was then dried to reduce moisture to less than 5% to ensure oil stability during short term storage and transportation.

乾燥未処理ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Z1978株のバイオマスの特性決定
乾燥未処理酵母バイオマスの脂肪酸組成を、以下のガスクロマトグラフィー[「GC」]法を使用して分析した。具体的には、トリグリセリドを、メタノール中のナトリウムメトキシドを使用するエステル交換により脂肪酸メチルエステル[「FAME」]に変換した。得られたFAMEを、トルエン/ヘキサン(2:3)中での希釈後に30−m×0.25mm(i.d.)OMEGAWAX(Supelco)カラムを備えたAgilent 7890 GCを使用して分析した。オーブン温度を5℃/minにおいて160℃から200℃、次いで10℃/minにおいて200℃から250℃(10分間保持)増加させた。
Characterization of the biomass of dried untreated Yarrowia lipolytica strain Z1978 The fatty acid composition of the dried untreated yeast biomass was analyzed using the following gas chromatography [“GC”] method. Specifically, triglycerides were converted to fatty acid methyl esters [“FAME”] by transesterification using sodium methoxide in methanol. The resulting FAME was analyzed using an Agilent 7890 GC equipped with a 30-m × 0.25 mm (id) OMEGAWAX (Supelco) column after dilution in toluene / hexane (2: 3). The oven temperature was increased from 160 ° C. to 200 ° C. at 5 ° C./min and then from 200 ° C. to 250 ° C. (held for 10 minutes) at 10 ° C./min.

GC分析を介して記録されたFAMEピークは、既知のメチルエステル[「ME」]と比較してそれらの保持時間により同定し、FAMEピーク面積を既知量の内部スタンダード(C15:0トリグリセリド、試料についてエステル交換手順を介して採取)と比較することにより定量した。したがって、任意の脂肪酸FAMEの近似量(mg)[「mgFAME」]は、式:(規定の脂肪酸についてのFAMEピーク面積/15:0FAMEピーク面積)(内部スタンダードC15:0FAMEのmg)に従って計算する。次いで、FAME結果を、1.042〜1.052の適切な分子量変換係数により割ることにより対応する脂肪酸のmgに補正することができる。 FAME peaks recorded via GC analysis are identified by their retention time compared to the known methyl ester [“ME”], and the FAME peak area is determined for a known amount of internal standard (C15: 0 triglyceride, for sample Quantification by comparison with (collected via transesterification procedure). Thus, the approximate amount (mg) [“mgFAME”] of any fatty acid FAME is calculated according to the formula: (FAME peak area for the specified fatty acid / 15: 0 FAME peak area) * (internal standard C15: 0 mg of FAME) . The FAME result can then be corrected to mg of the corresponding fatty acid by dividing by the appropriate molecular weight conversion factor of 1.042 to 1.052.

TFAの重量パーセントとしてのそれぞれの個々の脂肪酸の量をまとめる脂質プロファイルは、個々のFAMEピーク面積を全てのFAMEピーク面積の総和により割り、100を掛けることにより(±0.1重量%以内に)近似させた。   The lipid profile summarizing the amount of each individual fatty acid as a weight percent of TFA is obtained by dividing the individual FAME peak area by the sum of all FAME peak areas and multiplying by 100 (within ± 0.1 wt%). Approximated.

ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Z1978株からの乾燥未処理酵母バイオマスは、以下の表に示すとおり、56.1EPA%TFAを含有した。   Dry untreated yeast biomass from Yarrowia lipolytica strain Z1978 contained 56.1 EPA% TFA as shown in the table below.

Figure 0006061866
Figure 0006061866

実施例22B
未処理ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Z1978株バイオマスからの低減したステロール含有率を有するSPD精製微生物油の調製
本実施例は、実施例22Aの乾燥未処理ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Z1978株バイオマスを、押出およびペレット化を介して破砕し、超臨界流体抽出[「SCFE」]を使用して油を抽出し、短行程蒸留条件を使用する蒸留により油のステロール含有率を低減させて脂質含有画分(すなわち、SPD精製微生物油)をもたらすために使用された手段を記載する。
Example 22B
Preparation of SPD Refined Microbial Oil with Reduced Sterol Content from Untreated Yarrowia lipolytica Z1978 Strain Biomass This example represents the dried untreated Yarrowia lipolytica Z1978 strain biomass of Example 22A Crushing through extrusion and pelletization, extracting oil using supercritical fluid extraction [“SCFE”], and reducing the sterol content of the oil by distillation using short path distillation conditions Describes the means used to provide the minute (ie, SPD refined microbial oil).

乾燥未処理酵母バイオマスの押出を介する破砕およびペレット化
実施例22Aの乾燥未処理Y・リポリティカ(Y.lipolytica)Z1978株バイオマスを、2軸スクリュー押出機にフィードした。具体的には、84重量パーセントの酵母(約39%の総微生物油を含有)および16%の珪藻土(Celatom MN−4;EP Minerals,LLC,Reno,NV)の混合物を、40mm2軸スクリュー押出機(Coperion Werner Pfleiderer ZSK−40mm MC,Stuttgart,Germany)に23kg/hrの速度においてフィードした。26.5%のスクロースから作製された水/スクロース溶液を、押出機の破砕帯域後に70mL/minの流速において注入した。押出機は、37kWモ−ターおよび高トルクシャフトにより、140rpmにおいて稼働させた。%トルク範囲は17〜22であった。得られた破砕酵母粉末を、最終水冷バレル中で35℃に冷却した。湿潤押出粉末を、1mm穴径×1mm厚スクリーンから組み立てられ、80RPMに設定されたLCI Multi−Granulatorモデル番号MG−55(LCI Corporation,Charlotte,NC)中にフィードした。押出物を、27kg/hr、定常2.2アンペア電流の流れにおいて形成し、慣用の乾燥装置を使用して乾燥させた。約1mmの直径×6から10mmの長さの乾燥ペレットは、Sartorius MA35水分分析装置(Sartorius AG,Goettingen,Germany)により計測して1.7%の最終含水率を有した。
Crushing and Pelletization via Extrusion of Dry Untreated Yeast Biomass The dry untreated Y. lipolytica Z1978 strain biomass of Example 22A was fed to a twin screw extruder. Specifically, a mixture of 84 weight percent yeast (containing about 39% total microbial oil) and 16% diatomaceous earth (Celatom MN-4; EP Minerals, LLC, Reno, NV) was placed in a 40 mm twin screw extruder. (Coperion Werner Pfleiderer ZSK-40mm MC, Stuttgart, Germany) was fed at a rate of 23 kg / hr. A water / sucrose solution made from 26.5% sucrose was injected at a flow rate of 70 mL / min after the crush zone of the extruder. The extruder was operated at 140 rpm with a 37 kW motor and a high torque shaft. The% torque range was 17-22. The resulting crushed yeast powder was cooled to 35 ° C. in the final water-cooled barrel. The wet extruded powder was assembled from a 1 mm hole diameter x 1 mm thick screen and fed into an LCI Multi-Granulator model number MG-55 (LCI Corporation, Charlotte, NC) set at 80 RPM. Extrudates were formed at a flow of 27 kg / hr, steady 2.2 amp current and dried using conventional drying equipment. Dry pellets approximately 1 mm in diameter x 6 to 10 mm long had a final moisture content of 1.7% as measured by a Sartorius MA35 moisture analyzer (Sartorius AG, Goettingen, Germany).

押出酵母バイオマスの抽出
押出酵母ペレットを、抽出溶媒としての超臨界流体相二酸化炭素(CO)を使用して抽出してEPAを含有するトリグリセリドリッチ抽出油を生成した。具体的には、酵母ペレットを320Lステンレス鋼抽出容器に装填し、ポリエステルフォーム濾過マット(Aero−Flo Industries,Kingsbury,IN)のプラグ間に充填した。容器を密封し、次いでCOを市販の圧縮器(Pressure Products Industries)により熱交換器(予熱器)を介して計量供給し、垂直抽出容器中にフィードして破砕酵母のペレットからトリグリセリドリッチ油を抽出した。抽出温度は予熱器により制御し、抽出圧力は抽出容器と分別器容器との間に位置する自動制御弁(Kammer)により維持した。COおよび油抽出物は、この制御弁を介して低圧に膨張させた。抽出油を膨張溶液から沈殿物として分別器中で回収した。分別器中の膨張CO相の温度は、分別器の上流に位置する追加の熱交換器の使用により制御した。この低圧CO流は、分別器容器の頂部を流出し、フィルター、凝縮器、および質量流量計を介して圧縮器に再循環させて戻した。抽出油を分別器から周期的に抜き、生成物として回収した。
Extraction of Extruded Yeast Biomass Extruded yeast pellets were extracted using supercritical fluid phase carbon dioxide (CO 2 ) as the extraction solvent to produce a triglyceride rich extract oil containing EPA. Specifically, yeast pellets were loaded into a 320 L stainless steel extraction vessel and filled between plugs of a polyester foam filtration mat (Aero-Flo Industries, Kingsbury, IN). The vessel is sealed and then CO 2 is metered through a heat exchanger (preheater) with a commercial compressor (Pressure Products Industries) and fed into a vertical extraction vessel to feed triglyceride rich oil from the pellets of crushed yeast. Extracted. The extraction temperature was controlled by a preheater, and the extraction pressure was maintained by an automatic control valve (Kammer) located between the extraction vessel and the separator vessel. CO 2 and oil extract were expanded to low pressure through this control valve. The extracted oil was recovered from the expansion solution as a precipitate in a separator. The temperature of the expanded CO 2 phase in the fractionator was controlled by the use of an additional heat exchanger located upstream of the fractionator. This low pressure CO 2 stream exited the top of the separator vessel and was recycled back to the compressor via a filter, condenser, and mass flow meter. Extracted oil was periodically withdrawn from the fractionator and recovered as product.

抽出容器に、最初に150kgの抽出酵母ペレットを装填した。次いで、トリグリセリドリッチ油をペレットから超臨界流体COにより5000psig(345bar)、55℃、および出発酵母ペレット1kg当たり32kgのCOの溶媒フィード比において抽出した。合計39.6kgの抽出油を分別器容器から回収し、それに約1000ppmの2つの酸化防止剤のそれぞれ:Covi−ox T70(Cognis,Ontario,Canada)およびDadex RM(Nealanders,Ontario,Canada)を添加した。抽出油は、GC分析(下記)により測定して661mgのエルゴステロール/油100gを含有した。 The extraction vessel was initially charged with 150 kg of extracted yeast pellets. The triglyceride rich oil was then extracted from the pellets with supercritical fluid CO 2 at 5000 psig (345 bar), 55 ° C., and a solvent feed ratio of 32 kg CO 2 per kg starting yeast pellet. A total of 39.6 kg of extracted oil is recovered from the separator vessel and added to it with approximately 1000 ppm of two antioxidants, respectively: Covi-ox T70 (Cognis, Ontario, Canada) and Dadex RM (Neanders, Ontario, Canada) did. The extracted oil contained 661 mg ergosterol / 100 g oil as measured by GC analysis (below).

具体的には、エルゴステロール含有率は、紫外線(UV)検出を有する高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により測定した。抽出油試料(100mg)を、14mLの9:10の2−プロパノール:1−ヘプタノールにより希釈し、十分に混合した。96%純度エルゴステロール(Alfa Aesar,Inc.,Ward Hill,MA)の較正スタンダードを、2−プロパノール中の10から300μg/mLの範囲で調製した。試料およびスタンダードを、12.5分間における水中0.02%の炭酸アンモニウム−65%から100%のアセトニトリルのアセトニトリル勾配を使用するXDB−C8 HPLCカラム(4.6mmのid.、150mmの長さ、5μmの粒子サイズ、Agilent Technologies,Inc.,Wilmington,DE)上でのクロマトグラフィーにかけた。注入容積は5μLであり、流速は1.2mL/minであり、カラム温度は50℃であった。エルゴステロールピークのUV(282nm)応答を、同一条件下で分析した較正スタンダードと比較した。   Specifically, the ergosterol content was measured by high performance liquid chromatography (HPLC) with ultraviolet (UV) detection. An extracted oil sample (100 mg) was diluted with 14 mL of 9:10 2-propanol: 1-heptanol and mixed well. Calibration standards of 96% purity ergosterol (Alfa Aesar, Inc., Ward Hill, Mass.) Were prepared in the range of 10 to 300 μg / mL in 2-propanol. Samples and standards were run on an XDB-C8 HPLC column (4.6 mm id., 150 mm length, using an acetonitrile gradient of 0.02% ammonium carbonate-65% to 100% acetonitrile in water for 12.5 minutes. Chromatography on a particle size of 5 μm, Agilent Technologies, Inc., Wilmington, DE). The injection volume was 5 μL, the flow rate was 1.2 mL / min, and the column temperature was 50 ° C. The UV (282 nm) response of the ergosterol peak was compared to a calibration standard analyzed under the same conditions.

SPD条件下での蒸留
抽出油を脱ガスし、次いで6’’ステンレス鋼分子蒸留器(POPE Scientific,Saukville,WI)を介して12kg/hrのフィード速度を使用して通過させた。残留水を除去した。蒸発器および凝縮器の表面温度は、それぞれ140℃および15℃に設定した。真空は15torrに維持した。約3重量%の抽出油を蒸留物中の水として取り出した。脱水抽出油は、実質的にリン脂質を含まず、0.5ppmのリンを含有した。視覚調査時、脱水抽出油は室温において混濁していた。
Distillation under SPD conditions The extracted oil was degassed and then passed through a 6 ″ stainless steel molecular still (POPE Scientific, Saukville, WI) using a feed rate of 12 kg / hr. Residual water was removed. The surface temperatures of the evaporator and condenser were set to 140 ° C. and 15 ° C., respectively. The vacuum was maintained at 15 torr. About 3% by weight of extracted oil was removed as water in the distillate. The dehydrated extracted oil was substantially free of phospholipids and contained 0.5 ppm phosphorus. At the time of visual inspection, the dehydrated extracted oil was turbid at room temperature.

脱水抽出油を6’’分子蒸留器を介して12kg/hrのフィード速度において2回目として通過させた。真空を1mtorrに低下させ、蒸発器および凝縮器の表面温度をそれぞれ240℃および50℃に維持した。約7重量%の脱水抽出油を蒸留物として取り出し;この画分は主として遊離脂肪酸およびエルゴステロールを含有した。284mgのエルゴステロール/油100g(抽出油のエルゴステロール含有率と比較してエルゴステロール含有率の約57%低減)を含有するトリアシルグリセロール含有画分(すなわち、脂質含有画分またはSPD精製油)も得た。SPD精製油は、数日間の10℃における貯蔵後に澄明であった。   The dehydrated extracted oil was passed through the 6 ″ molecular still for a second time at a feed rate of 12 kg / hr. The vacuum was reduced to 1 mtorr and the evaporator and condenser surface temperatures were maintained at 240 ° C. and 50 ° C., respectively. About 7% by weight of dehydrated extracted oil was removed as a distillate; this fraction mainly contained free fatty acids and ergosterol. Triacylglycerol-containing fraction (ie, lipid-containing fraction or SPD refined oil) containing 284 mg ergosterol / 100 g oil (approximately 57% reduction in ergosterol content compared to the ergosterol content of the extracted oil) Also got. The SPD refined oil was clear after storage at 10 ° C. for several days.

実施例23
未処理ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Y9502株バイオマスからの低減したステロール含有率を有するSPD精製微生物油の調製
本実施例は、乾燥未処理ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Y9502株バイオマスを、押出を介して破砕し、超臨界流体抽出[「SCFE」]を使用して油を抽出し、短行程蒸留条件を使用する蒸留により油のステロール含有率を低減させて脂質含有画分(すなわち、SPD精製微生物油)をもたらすために使用された手段を記載する。
Example 23
Preparation of SPD Refined Microbial Oil with Reduced Sterol Content from Untreated Yarrowia lipolytica Y9502 Biomass This example is via extrusion of dried untreated Yarrowia lipolytica Y9502 biomass. Crush, extract oil using supercritical fluid extraction [“SCFE”], and reduce the sterol content of the oil by distillation using short path distillation conditions to reduce the lipid-containing fraction (ie, SPD purified microorganisms) The means used to provide the oil) are described.

乾燥未処理ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Y9502株バイオマスの調製
Y・リポリティカ(Y.lipolytica)Y9502株を、2段階流加プロセスにおいて培養し、得られた微生物バイオマスを実施例22Aに記載の方法論に従って脱水し、洗浄し、乾燥させた。
Preparation of dry untreated Yarrowia lipolytica Y9502 biomass The Y. lipolytica strain Y9502 was cultured in a two-stage fed-batch process and the resulting microbial biomass was according to the methodology described in Example 22A. Dehydrated, washed and dried.

乾燥未処理酵母バイオマスの押出を介する破砕
乾燥未処理Y・リポリティカ(Y.lipolytica)Y9502株バイオマスを、2軸スクリュー押出機にフィードした。具体的には、酵母バイオマス(約37%の総微生物油を含有)を、70mm2軸スクリュー押出機(Coperion Werner Pfleiderer ZSK−70mm SCD,Stuttgart,Germany)に、270kg/hrの速度において珪藻土の不存在下でフィードした。
Crushing via extrusion of dry untreated yeast biomass Dry untreated Y. lipolytica Y9502 biomass was fed to a twin screw extruder. Specifically, yeast biomass (containing about 37% total microbial oil) was transferred to a 70 mm twin screw extruder (Coperion Werner Pfleiderer ZSK-70 mm SCD, Stuttgart, Germany) with no diatomaceous earth at a rate of 270 kg / hr. I feed below.

押出機は、150kWのモーターおよび高トルクシャフトにより、150rpmおよび総アンペア範囲の33パーセントにおいて稼働させた。得られた破砕酵母バイオマスを最終水冷バレル中で81℃に冷却した。破砕バイオマスの含水率は、Sartorius MA35水分分析装置(Sartorius AG,Goettingen,Germany)により計測して2.8重量%であった。   The extruder was operated at 150 rpm and 33 percent of the total amperage range with a 150 kW motor and high torque shaft. The resulting crushed yeast biomass was cooled to 81 ° C. in a final water-cooled barrel. The water content of the crushed biomass was 2.8% by weight as measured by a Sartorius MA35 moisture analyzer (Sartorius AG, Goettingen, Germany).

押出酵母バイオマスの抽出
押出酵母バイオマスを珪藻土と混合して床の圧密を防止し、抽出溶媒としての超臨界流体相COを使用して抽出してEPAを含有する粗製トリグリセリド油(すなわち、「抽出油」)を生成した。具体的には、合計82.7kgの押出酵母バイオマスを、41kgの珪藻土(Celatom MN−4;EP Minerals,LLC,Reno,NV)と混合し、実施例22Bに記載のものと同一の様式で構成された320Lのステンレス鋼抽出容器に装填したが、以下を除いた:(i)抽出温度を予熱器により40℃に制御し;(ii)抽出圧力を4500psig(310bar)に維持し;(iii)抽出に出発酵母1kg当たり44kgのCOの溶媒フィード比を使用した。このようにして、23.2kgの油を破砕酵母から抽出した。抽出油は、実施例22Bの方法論によるGC分析により測定して774mgのエルゴステロール/油100gを含有した。
Extraction of Extruded Yeast Biomass Extruded yeast biomass is mixed with diatomaceous earth to prevent bed compaction and extracted using supercritical fluid phase CO 2 as the extraction solvent and crude triglyceride oil containing EPA (ie, “extraction” Oil "). Specifically, a total of 82.7 kg of extruded yeast biomass is mixed with 41 kg of diatomaceous earth (Celatom MN-4; EP Minerals, LLC, Reno, NV) and configured in the same manner as described in Example 22B. Loaded into a 320 L stainless steel extraction vessel, except for the following: (i) the extraction temperature was controlled to 40 ° C. by a preheater; (ii) the extraction pressure was maintained at 4500 psig (310 bar); (iii) A solvent feed ratio of 44 kg CO 2 / kg starting yeast was used for extraction. In this way, 23.2 kg of oil was extracted from the crushed yeast. The extracted oil contained 774 mg ergosterol / 100 g oil as determined by GC analysis according to the methodology of Example 22B.

SPD条件下での蒸留
抽出油を、2’’ガラス分子蒸留器を介して通過させて脱水抽出油を提供した。流速は、約480g/hrに維持した。真空、蒸発器および凝縮器温度は、それぞれ0.2mmHg、130℃および60℃であった。次いで、以下の表に示すとおり脱水抽出油を蒸留器を介して1mtorrの真空において異なる温度において3回通過させた。それぞれの通過後、トリアシルグリセロール含有画分(すなわち、脂質含有画分またはSPD精製油)のエルゴステロールレベル、EPA含有率(TFAの重量%として)および総ω−3含有率(TFAの重量%として)を上記のとおり測定した。
Distillation under SPD conditions The extracted oil was passed through a 2 ″ glass molecular still to provide a dehydrated extracted oil. The flow rate was maintained at about 480 g / hr. The vacuum, evaporator and condenser temperatures were 0.2 mmHg, 130 ° C. and 60 ° C., respectively. The dehydrated extracted oil was then passed 3 times at different temperatures in a vacuum of 1 mtorr through a still as shown in the table below. After each pass, the ergosterol level, EPA content (as weight percent of TFA) and total omega-3 content (weight percent of TFA) of the triacylglycerol-containing fraction (ie lipid-containing fraction or SPD refined oil) As) was measured as described above.

Figure 0006061866
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したがって、210℃において、SPD精製油のエルゴステロールレベルは、110mg/油100gであり、それは240℃において約53mg/油100gに低減された。エルゴステロールは、温度を270℃にさらに増加させた場合に1mg/油100gにほぼ完全に除去された。このことは、抽出油のエルゴステロール含有率と比較して1回目の通過、2回目の通過および3回目の通過それぞれにおけるエルゴステロール含有率の約57%、約86%および約99.8%の低減に対応する。   Thus, at 210 ° C., the ergosterol level of the SPD refined oil was 110 mg / 100 g oil, which was reduced to about 53 mg / 100 g oil at 240 ° C. Ergosterol was almost completely removed to 1 mg / 100 g oil when the temperature was further increased to 270 ° C. This is about 57%, about 86% and about 99.8% of the ergosterol content in the first pass, the second pass and the third pass, respectively, compared to the ergosterol content of the extracted oil. Respond to reduction.

SPD精製油のPUFA含有率に関して、表26のデータは、油を270℃におけるSPD蒸留器を介して通過させた場合であっても、EPAも総ω−3含有物も顕著な分解が生じなかったことを実証する。   Regarding the PUFA content of the SPD refined oil, the data in Table 26 show that no significant degradation of EPA or total omega-3 content occurred even when the oil was passed through an SPD still at 270 ° C. Prove that.

3回目の通過のSPD精製油を、クロマトグラフィープロファイリングを使用して予想外の構成成分および汚染物質の出現についてさらに分析した。具体的には、試験は、(i)火炎イオン化検出を有するガスクロマトグラフィー(GC/FID);(ii)薄層クロマトグラフィー(TLC);および(iii)質量分析、光散乱および紫外線検出を有する液体クロマトグラフィーにより行った(HPLC/MS/ELSD/UV)。GC/FIDプロファイルは、SPD精製油試料のメチルエステルについてランした。TLCおよびHPLC/MS/ELSD/UVプロファイルは、SPD精製油について直接ランした。全ての場合において、SPD精製油プロファイルを、Y・リポリティカ(Y.lipolytica)Y4305株バイオマス(材料、前出)を用いて調製された参照油と比較した。   The third pass SPD refined oil was further analyzed for the appearance of unexpected components and contaminants using chromatographic profiling. Specifically, the tests have (i) gas chromatography with flame ionization detection (GC / FID); (ii) thin layer chromatography (TLC); and (iii) mass spectrometry, light scattering and ultraviolet detection. Performed by liquid chromatography (HPLC / MS / ELSD / UV). The GC / FID profile was run for the methyl ester of the SPD refined oil sample. TLC and HPLC / MS / ELSD / UV profiles were run directly for SPD refined oil. In all cases, the SPD refined oil profile was compared to a reference oil prepared using Y. lipolytica strain Y4305 biomass (material, supra).

具体的には、参照油は、実施例22Aに記載の方法論に従って乾燥未処理Y・リポリティカ(Y.lipolytica)Y4305株バイオマスから生成した。乾燥未処理バイオマスを、油とイソヘキサン溶媒との比を1から7として媒体ミルを使用して機械的に破砕した。残留バイオマス(すなわち、細胞デブリス)を、デカンター遠心分離機を使用して除去し、溶媒を蒸発させてトリグリセリドを含有する抽出油を得た。抽出油を、低温アセトンを使用して、抽出油と溶媒との比を1から1.5として脱ガム処理し、次いで50%の水性クエン酸により酸脱ガム処理した。次いで、脱ガム処理油を酸活性化クレーにより漂白し、210℃において30分間脱臭して参照油試料を得た。   Specifically, the reference oil was generated from dry untreated Y. lipolytica Y4305 strain biomass according to the methodology described in Example 22A. The dried untreated biomass was mechanically crushed using a media mill with an oil to isohexane solvent ratio of 1-7. Residual biomass (ie cell debris) was removed using a decanter centrifuge and the solvent was evaporated to obtain an extracted oil containing triglycerides. The extracted oil was degummed using cold acetone with a ratio of extracted oil to solvent of 1 to 1.5 and then acid degummed with 50% aqueous citric acid. The degummed oil was then bleached with acid activated clay and deodorized at 210 ° C. for 30 minutes to obtain a reference oil sample.

3回目の通過のSPD精製油のクロマトグラフィープロファイルは、参照試料のプロファイル中に見られないいかなるピークも含有しなかった。両方の試料を同日に同一条件下でランした。さらに、参照試料のプロファイルの対応するピークよりも顕著に高い応答を有するSPD精製油の未同定ピークは存在しなかった。また、3回目の通過のSPD精製油のピークは、低温(すなわち、それぞれ210℃および240℃)において生成された1回目の通過または2回目の通過のSPD精製油の対応するピークよりも高い応答を有さなかった。これらの分析は、SPDを使用する高温におけるエルゴステロールの除去が、油中に分解生成物の出現をもたらさないことを示し;したがって、この処理技術の適用によってはPUFAの顕著な分解が生じないことが仮定される。   The chromatographic profile of the third pass SPD refined oil did not contain any peaks not found in the reference sample profile. Both samples were run on the same day under the same conditions. Furthermore, there were no unidentified peaks of the SPD refined oil with a significantly higher response than the corresponding peaks in the reference sample profile. Also, the third pass SPD refined oil peak has a higher response than the corresponding peak of the first pass or second pass SPD refined oil produced at low temperatures (ie, 210 ° C. and 240 ° C., respectively). Did not have. These analyzes show that removal of ergosterol at high temperatures using SPD does not result in the appearance of degradation products in the oil; therefore, application of this processing technique does not result in significant degradation of PUFA. Is assumed.

実施例24
未処理ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Y8672株バイオマスからの低減したステロール含有率を有するSPD精製微生物油の調製
本実施例は、乾燥未処理ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Y8672株バイオマスを、媒体ミルを使用する機械的破砕を介して破砕し、イソヘキサン溶媒を使用して粗製油を抽出し、短行程蒸留条件を使用する蒸留によりアセトン脱ガム処理油のステロール含有率を低減させて脂質含有画分(すなわち、SPD精製微生物油)をもたらすために使用された手段を記載する。
Example 24
Preparation of SPD Refined Microbial Oil with Reduced Sterol Content from Untreated Yarrowia lipolytica Y8672 Biomass This example uses dry unprocessed Yarrowia lipolytica Y8672 strain biomass, medium mill Crushing through the mechanical crushing used, extracting crude oil using isohexane solvent, reducing the sterol content of acetone degummed oil by distillation using short path distillation conditions, That is, the means used to provide the SPD refined microbial oil is described.

乾燥未処理ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Y8672株バイオマスの調製
Y・リポリティカ(Y.lipolytica)Y8672株を、実施例22Aに記載の方法論に従って、2段階流加プロセスにおいて培養し、得られた微生物バイオマスを脱水し、洗浄し、乾燥させた。
Preparation of dry untreated Yarrowia lipolytica strain Y8672 biomass Y. lipolytica strain Y8672 was cultured in a two-stage fed-batch process according to the methodology described in Example 22A and the resulting microbial biomass Was dehydrated, washed and dried.

抽出油を生成するための乾燥未処理酵母バイオマスの媒体ミルおよびイソヘキサン溶媒を介する破砕および抽出
乾燥未処理Y・リポリティカ(Y.lipolytica)Y8672株バイオマスを、イソヘキサン溶媒を用いて媒体ミルを使用して機械的に破砕した。残留バイオマス(すなわち、細胞デブリス)を、デカンター遠心分離機を使用して除去し、溶媒を蒸発させてトリグリセリドを含有する抽出油を得た。
Crushing and extraction via dry mill untreated yeast biomass and isohexane solvent to produce extract oil Dry untreated Y. lipolytica Y8672 strain biomass using isohexane solvent using medium mill It was crushed mechanically. Residual biomass (ie cell debris) was removed using a decanter centrifuge and the solvent was evaporated to obtain an extracted oil containing triglycerides.

抽出油を実施例22Bの方法論を使用して分析した。下記の表に示すとおり、微生物油は58.1EPA%TFAを含有した。   The extracted oil was analyzed using the methodology of Example 22B. As shown in the table below, the microbial oil contained 58.1 EPA% TFA.

Figure 0006061866
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抽出油の一部を、低温アセトンを使用して抽出油と溶媒との比を1から1.5として脱ガム処理した。アセトン脱ガム処理油は、880mgのエルゴステロール/油100gおよび74.5ppmのリンを含有した。   A portion of the extracted oil was degummed using low temperature acetone to a ratio of extracted oil to solvent of 1 to 1.5. The acetone degummed oil contained 880 mg ergosterol / oil 100 g and 74.5 ppm phosphorus.

SPD条件下での蒸留
アセトン脱ガム処理油を、実施例22Bの方法論に従って短行程蒸留に供した(但し、蒸発器温度を255℃に設定した)。第1の通過の間に蒸留物はほぼ回収されなかった。それというのも、アセトン脱ガム処理油中にほとんど水が存在しなかったためである。第2の通過の間、約12重量%の蒸留物が回収された。トリアシルグリセロール含有画分(すなわち、脂質含有画分またはSPD精製油)の最終エルゴステロールレベルは、106mg/100g(アセトン脱ガム処理油のエルゴステロール含有率と比較してエルゴステロール含有率の約88%の低減であり;SPD精製油は、66ppmのリンを含有した。
Distillation under SPD conditions The acetone degummed oil was subjected to short path distillation according to the methodology of Example 22B (provided the evaporator temperature was set to 255 ° C). Distillate was hardly recovered during the first pass. This is because there was almost no water in the acetone degummed oil. During the second pass, about 12% by weight of distillate was recovered. The final ergosterol level of the triacylglycerol-containing fraction (ie lipid-containing fraction or SPD refined oil) is 106 mg / 100 g (approximately 88 ergosterol content compared to the ergosterol content of the acetone degummed oil). The SPD refined oil contained 66 ppm phosphorus.

実施例25
総脂肪酸[「TFA」]の56.1%EPAを含む未濃縮微生物油の調製
本実施例は、EPAの生成について遺伝子操作された組換えヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Z1978株細胞の微生物バイオマスから得られた未濃縮微生物油の単離を記載する。
Example 25
Preparation of Unconcentrated Microbial Oil Containing 56.1% EPA of Total Fatty Acid [“TFA”] This example is from microbial biomass of recombinant Yarrowia lipolytica Z1978 strain cells genetically engineered for EPA production. The isolation of the resulting unconcentrated microbial oil is described.

具体的には、Y・リポリティカ(Y.lipolytica)Z1978株を、2段階流加プロセスを使用して培養した。次いで、微生物油を乾燥を介してバイオマスから単離し、抽出(押出、ペレット化および超臨界流体抽出の組合せを介して)し、短行程蒸留を介して精製し、56.1EPA%TFAを含む未濃縮トリグリセリドリッチのSPD精製油(すなわち、脂質含有画分)を得た。   Specifically, Y. lipolytica strain Z1978 was cultured using a two-step fed-batch process. The microbial oil is then isolated from the biomass via drying, extracted (via a combination of extrusion, pelletizing and supercritical fluid extraction), purified via short path distillation and uncontained containing 56.1 EPA% TFA. A concentrated triglyceride rich SPD refined oil (ie lipid containing fraction) was obtained.

乾燥未処理ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Z1978株バイオマスの発酵および押出を介する破砕およびペレット化
前出の材料に記載のとおり、Y・リポリティカ(Y.lipolytica)Z1978株培養物を発酵させ、微生物バイオマスを回収し、乾燥させた。次いで、乾燥未処理バイオマスを2軸スクリュー押出機にフィードした。具体的には、バイオマスおよび15%の珪藻土(Celatom MN−4またはCelite 209,EP Minerals,LLC,Reno,NV)の混合物を予備混合し、次いでZSK−40mm MC2軸スクリュー押出機(Coperion Werner & Pfleiderer,Stuttgart,Germany)に45.5kg/hrの速度においてフィードした。26.5%のスクロースからなる水/スクロース溶液を、押出機の破砕帯域後に147mL/minの流速において注入した。押出機は、280rpmにおいて20〜23の%トルク範囲で稼働させた。得られた破砕酵母粉末を、最終水冷バレル中で35℃に冷却した。次いで、湿潤押出粉末を、多孔ドームダイ1mm直径×1mm厚スクリーンから組み立てられ、82RPMに設定されたLCIドーム粗砕機モデル番号TDG−80(LCI Corporation,Charlotte,NC)中にフィードした。押出物を、455〜600kg/hr(乾燥時速度として)において形成した。試料を、100℃において維持される1150標準立方フィート毎分[「scfm」]の空気流を有する0.50mの乾燥帯域および18℃において500〜600scfmと推定される空気流により稼働する0.24mの冷却帯域を有する振動流動床乾燥機(FBP−75,Carman Industries,Inc.,Jeffersonville,IN)中で乾燥させた。約1mm直径×長さ6から10mmの乾燥ペレットは、25〜30℃の範囲で乾燥機を出て、O’Haus水分分析装置(Parsippany,NJ)により計測して5〜6%の最終水分含有率を有した。
Crushing and pelletizing via fermentation and extrusion of dried unprocessed Yarrowia lipolytica Z1978 strain biomass Fermentation of Y. lipolytica Z1978 strain culture as described in the previous material and fermentation of microbial biomass Was collected and dried. The dried untreated biomass was then fed into a twin screw extruder. Specifically, a mixture of biomass and 15% diatomaceous earth (Celatom MN-4 or Celite 209, EP Minerals, LLC, Reno, NV) was premixed and then ZSK-40mm MC twin screw extruder (Coperion Werner & Pfleiderer). , Stuttgart, Germany) at a rate of 45.5 kg / hr. A water / sucrose solution consisting of 26.5% sucrose was injected at a flow rate of 147 mL / min after the crush zone of the extruder. The extruder was operated in a% torque range of 20-23 at 280 rpm. The resulting crushed yeast powder was cooled to 35 ° C. in the final water-cooled barrel. The wet extruded powder was then assembled from a perforated dome die 1 mm diameter x 1 mm thick screen and fed into an LCI dome crusher model number TDG-80 (LCI Corporation, Charlotte, NC) set at 82 RPM. Extrudates were formed at 455-600 kg / hr (as the drying speed). The sample is run at a dry zone of 0.50 m 2 with an air flow of 1150 standard cubic feet per minute [“scfm”] maintained at 100 ° C. and an air flow estimated at 500-600 scfm at 18 ° C. vibrating fluidized bed dryer having a cooling zone of 24m 2 (FBP-75, Carman Industries, Inc., Jeffersonville, iN) was dried in. Dried pellets approximately 1 mm diameter x 6 to 10 mm long exit the dryer in the range of 25-30 ° C. and contain 5-6% final moisture as measured by O'Haus moisture analyzer (Parsippany, NJ) Had a rate.

押出酵母バイオマスの油抽出
実施例22Bに記載の320Lステンレス鋼抽出容器を使用して、押出酵母ペレットを、抽出溶媒としての超臨界流体相COを使用して抽出して未濃縮トリグリセリドリッチ抽出油を生成した。
Oil Extraction of Extruded Yeast Biomass Using the 320L stainless steel extraction vessel described in Example 22B, the extruded yeast pellets are extracted using supercritical fluid phase CO 2 as the extraction solvent to extract unconcentrated triglyceride rich extract oil. Was generated.

抽出容器に、最初に約150kgの押出酵母ペレットを装填した。次いで、未濃縮抽出油をペレットから超臨界流体COにより5000psig(345bar)、55℃および出発酵母ペレット1kg当たり40から50kgのCOの範囲の溶媒フィード比において抽出した。約37.5kgの未濃縮抽出油を分別器容器から回収し、それに約1000ppmの2つの酸化防止剤のそれぞれ、すなわち、Covi−ox T70(Cognis,Mississauga,Canada)およびDadex RM(Nealanders,Mississauga,Canada)を添加した。 The extraction vessel was initially charged with about 150 kg of extruded yeast pellets. Unconcentrated extracted oil was then extracted from the pellets with supercritical fluid CO 2 at 5000 psig (345 bar) at 55 ° C. and a solvent feed ratio in the range of 40-50 kg CO 2 per kg starting yeast pellet. About 37.5 kg of unconcentrated extracted oil is recovered from the separator vessel, to which about 1000 ppm of each of the two antioxidants, namely Covi-ox T70 (Cognis, Mississauga, Canada) and Dadex RM (Neanders, Mississauga, Canada) was added.

SPD条件下での蒸留
未濃縮抽出油を脱ガスし、次いで6’’分子蒸留器(POPE Scientific,Saukville,WI)を介して12kg/hrのフィード速度を使用して通過させて残留水を除去した。蒸発器および凝縮器の表面温度は、それぞれ140℃および15℃に設定した。真空は15torrに維持した。
Distillation under SPD conditions Unconcentrated extracted oil is degassed and then passed through a 6 ″ molecular still (POPE Scientific, Saukville, WI) using a feed rate of 12 kg / hr to remove residual water did. The surface temperatures of the evaporator and condenser were set to 140 ° C. and 15 ° C., respectively. The vacuum was maintained at 15 torr.

脱水抽出油を分子蒸留器を介して12kg/hrのフィード速度において2回目として通過させ、蒸留物中の不所望な低分子量化合物、例えばエルゴステロールおよび遊離脂肪酸を除去した。真空を1mtorrに低下させ、蒸発器の表面温度を240℃から270℃の間に維持した。未濃縮抽出油のステロール含有率に対して低減したステロールを有するトリアシルグリセロール含有画分(すなわち、SPD精製油)を得た。未濃縮SPD精製油を40℃未満に冷却してから包装した。   The dehydrated extracted oil was passed through a molecular still for a second time at a feed rate of 12 kg / hr to remove unwanted low molecular weight compounds such as ergosterol and free fatty acids in the distillate. The vacuum was reduced to 1 mtorr and the evaporator surface temperature was maintained between 240 ° C and 270 ° C. A fraction containing triacylglycerol (ie, SPD refined oil) having a reduced sterol relative to the sterol content of the unconcentrated extracted oil was obtained. Unconcentrated SPD refined oil was cooled to below 40 ° C. before packaging.

ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Z1978株からの未濃縮SPD精製油の特性決定
Z1978株からの未濃縮SPD精製油(すなわち、脂質含有画分)の脂肪酸組成を、実施例27の方法論に従ってエステル交換後に分析した。SPD精製油は、以下の表28に示すとおり56.1EPA%TFAを含有し、DHAは検出不能(すなわち、<0.05%)であった。
Characterization of unconcentrated SPD refined oil from Yarrowia lipolytica Z1978 strain The fatty acid composition of unconcentrated SPD refined oil from Z1978 strain (ie, lipid-containing fraction) was determined after transesterification according to the methodology of Example 27. analyzed. The SPD refined oil contained 56.1 EPA% TFA as shown in Table 28 below, and DHA was undetectable (ie, <0.05%).

Figure 0006061866
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実施例26
ナンノクロロプシス・アルガエ(Nannochloropsis Algae)からの固体ペレットの作出およびその油抽出
本実施例は、ヤロウィア(Yarrowia)以外の微生物バイオマスを用いる使用についての本明細書に開示される方法論の適用性を実証するために実施された試験を記載する。具体的には、ナンノクロロプシス(Nannochloropsis)バイオマスを、粉砕剤および結合剤と混合して固体ペレットを提供した。これらのペレットを超臨界CO抽出に供し、総抽出収率を比較した。
Example 26
Production of solid pellets from Nannochloropsis Algae and its oil extraction This example demonstrates the applicability of the methodology disclosed herein for use with microbial biomass other than Yarrowia Describe the tests performed to: Specifically, Nannochloropsis biomass was mixed with milling agent and binder to provide solid pellets. These pellets were subjected to supercritical CO 2 extraction and the total extraction yield was compared.

Kuehnle Agrosystems,Inc.(Honolulu,HI)は、購入用の種々の純培養の単藻ストック藻類を提供している。依頼時、少なくとも20%の脂質含有率を有する適切な微生物バイオマスとして、ナンノクロロプシス(Nannochloropsis)種を含む藻類KAS604株が提案された。バイオマスを標準条件(油含有率について最適化しない条件)下で成長させ、Kuehnle Agrosystems,Inc.により乾燥させ、次いで微細藻類粉末を以下の使用のために購入した。   Kuehnle Agrosystems, Inc. (Honolulu, HI) offers a variety of purely cultured monoalgae stock algae for purchase. At the time of request, an algal KAS604 strain containing a Nannochloropsis species was proposed as a suitable microbial biomass with a lipid content of at least 20%. Biomass is grown under standard conditions (conditions that are not optimized for oil content), and Kuehnle Agrosystems, Inc. And then microalgae powder was purchased for use below.

91.7部の微細藻類粉末を、8.3部のCelatom MN−4珪藻土とバッグ中で予備混合した。得られた乾燥混合物を、18mm2軸スクリュー押出機(Coperion Werner Pfleiderer ZSK−18mm MC)に0.91kg/hrにおいてフィードした。乾燥フィードとともに、10.9部の水および5.0部の糖から作製された糖の31%水溶液を、押出機の破砕帯域後に2.5mL/minの流速において注入した。押出機は、10kWモーターおよび高トルクシャフトにより、200rpmおよび46〜81の%トルク範囲において稼働して最終水冷バレル中で31℃に冷却された破砕酵母粉末を提供した。   91.7 parts of microalgal powder was premixed in a bag with 8.3 parts of Celato MN-4 diatomaceous earth. The resulting dry mixture was fed to an 18 mm twin screw extruder (Coperion Werner Pfleiderer ZSK-18 mm MC) at 0.91 kg / hr. Along with the dry feed, a 31% aqueous solution of sugar made from 10.9 parts water and 5.0 parts sugar was injected at a flow rate of 2.5 mL / min after the crush zone of the extruder. The extruder provided a crushed yeast powder that was run at 200 rpm and a 46-81% torque range with a 10 kW motor and high torque shaft and cooled to 31 ° C. in the final water-cooled barrel.

次いで、固定可能な混合物を、1.2mm穴径×1.2mm厚スクリーンにより組み立てられ、20RPMに設定されたMG−55 LCIドーム粗砕機中にフィードした。押出物を20kg/hrおよび6〜7アンペア電流において形成した。試料をSherwood乾燥機中で70℃において20分間乾燥させて4.9%の最終水分レベルを有する固体ペレットを提供した。約1.2mm直径×2〜8mm長の固体ペレットは、82.1%の藻類であり、組成物の残部はペレット化助剤であった。次いで、固体ナンノクロロプシス(Nannochloropsis)ペレット中の総油および遊離油の量を測定し、SCFにより固体ナンノクロロプシス(Nannochloropsis)ペレットから抽出された油の量と比較した。   The fixable mixture was then assembled with a 1.2 mm hole diameter x 1.2 mm thick screen and fed into an MG-55 LCI dome grinder set at 20 RPM. Extrudates were formed at 20 kg / hr and 6-7 amp current. The sample was dried in a Sherwood dryer at 70 ° C. for 20 minutes to provide a solid pellet with a final moisture level of 4.9%. Solid pellets approximately 1.2 mm diameter x 2-8 mm long were 82.1% algae and the remainder of the composition was pelleting aid. The amount of total and free oil in the solid Nannochloropsis pellets was then measured and compared to the amount of oil extracted from the solid Nannochloropsis pellets by SCF.

固体ナンノクロロプシス(Nannochloropsis)ペレットの総油含有率の測定
具体的には、総油は、ペレット化試料について、乳鉢または乳棒を使用してそれを穏やかに微粉末に粉砕し、次いで分析のためのアリコート(トリプリケートで)を秤量することにより測定した。試料中の脂肪酸(主としてトリグリセリドとして存在)を、80℃における塩化アセチル/メタノールとの反応により対応するメチルエステルに変換させた。次いで、C15:0内部標準を、較正目的のために既知量でそれぞれの試料に添加した。個々の脂肪酸の測定は、火炎イオン化検出(GC/FID)を用いるキャピラリーガスクロマトグラフィーにより行った。脂肪酸(トリグリセリド形態で表現)の総和は6.1%であり;これを試料の総油含有率と解釈した。正規化後、ペレット中の藻類は総質量の82.1%のみを表したため、藻類の総油含有率は7.4%と決定した(すなわち、6.1%を0.821で割った)。
Measurement of the total oil content of solid Nannochloropsis pellets Specifically, for the pelleted sample, the total oil is gently ground into a fine powder using a mortar or pestle and then for analysis Aliquots (in triplicate) were weighed. Fatty acids (predominantly present as triglycerides) in the samples were converted to the corresponding methyl esters by reaction with acetyl chloride / methanol at 80 ° C. A C15: 0 internal standard was then added to each sample in known amounts for calibration purposes. Individual fatty acids were measured by capillary gas chromatography using flame ionization detection (GC / FID). The sum of fatty acids (expressed in triglyceride form) was 6.1%; this was interpreted as the total oil content of the sample. After normalization, the algae in the pellet represented only 82.1% of the total mass, so the total oil content of the algae was determined to be 7.4% (ie, 6.1% divided by 0.821). .

総油試料内の個々の脂肪酸の分布を以下の表に示す。   The distribution of individual fatty acids within the total oil sample is shown in the table below.

Figure 0006061866
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固体ナンノクロロプシス(Nannochloropsis)ペレットの遊離含油率の測定
遊離油は、通常、試料をn−ヘプタンと撹拌し、遠心分離し、次いで上清を乾燥するまで蒸発させることにより測定する。次いで、得られた残留油を重量測定し、元の試料の重量割合として表現する。この手順は、ペレット化藻類試料について十分でないことが見出された。それというのも、得られた残留物が顕著なレベルの色素を含有したためである。したがって、上記手順は、上記の残留物を回収し、既知量のC15:0内部標準を添加し、次いで総油測定と同一のパラメーターを使用するGC/FIDにより分析することにより改変した。このようにして、試料の遊離油含有率を3.7%と測定した。正規化後、藻類の遊離油含有率は4.5%(すなわち、3.7%を0.821で割った)と測定した。
Measurement of free oil content of solid Nannochloropsis pellets Free oil is usually measured by stirring the sample with n-heptane, centrifuging and then evaporating the supernatant to dryness. The resulting residual oil is then weighed and expressed as a weight percentage of the original sample. This procedure was found to be inadequate for pelleted algae samples. This is because the resulting residue contained a significant level of dye. Therefore, the above procedure was modified by collecting the above residue, adding a known amount of C15: 0 internal standard, and then analyzing by GC / FID using the same parameters as the total oil measurement. In this way, the free oil content of the sample was measured as 3.7%. After normalization, the free oil content of the algae was measured to be 4.5% (ie 3.7% divided by 0.821).

固体ナンノクロロプシス(Nannochloropsis)ペレットのSCF抽出
抽出容器に、24.60gの固体ペレット(乾燥重量基準)を装填し、粉砕剤および結合剤を補正すると約21.24gの藻類をもたらした。ペレットをCOによりフラッシュし、次いで約40℃に加熱し、約311barに加圧した。ペレットをこれらの条件において3.8g/minのCOの流速において約6.7hr抽出し、約71gのCO/g藻類の最終溶媒フィード(S/F)比を得た。抽出収率は装填された藻類の6.2%
であった。
SCF extraction of solid Nannochloropsis pellets An extraction vessel was loaded with 24.60 g solid pellets (dry weight basis) and corrected for milling agent and binder yielded approximately 21.24 g of algae. The pellet was flushed with CO 2 and then heated to about 40 ° C. and pressurized to about 311 bar. The pellets were extracted for about 6.7 hr at a CO 2 flow rate of 3.8 g / min under these conditions, resulting in a final solvent feed (S / F) ratio of about 71 g CO 2 / g algae. Extraction yield is 6.2% of loaded algae
Met.

上記に基づき、本明細書に記載の方法[すなわち、(a)ある水分レベルを有し、含油微生物を含む微生物バイオマス、および少なくとも1つの吸油し得る粉砕剤を混合して破砕微生物バイオマスを含む破砕バイオマス混合物を提供する工程;(b)少なくとも1つの結合剤を前記破砕バイオマス混合物とブレンドして固体ペレットを形成し得る固定可能な混合物を提供する工程;ならびに(c)固定可能な混合物から前記固体ペレットを形成する工程を含む方法]は、ナンノクロロプシス(Nannochloropsis)からの破砕微生物バイオマスを含む固体ペレットを生成するために首尾良く利用することができることが結論づけられる。本方法論は、多くの他の含油微生物に好適であることが証明されることが仮定されるが、それぞれの特定の微生物についてのプロセスの最適化が破砕効率の増加をもたらすことが予期される。   Based on the above, the method described herein [i.e. (a) crushing containing crushed microbial biomass by mixing a microbial biomass having a certain moisture level and containing oil-bearing microorganisms and at least one oil-absorbing crushing agent. Providing a biomass mixture; (b) providing at least one binder with the crushed biomass mixture to provide a fixable mixture capable of forming solid pellets; and (c) the solid from the fixable mixture. It is concluded that the method comprising the step of forming pellets can be successfully utilized to produce solid pellets containing crushed microbial biomass from Nannochloropsis. Although this methodology is hypothesized to prove suitable for many other oleaginous microorganisms, it is expected that process optimization for each particular microorganism will result in increased crushing efficiency.

さらに、本実施例は、固体ナンノクロロプシス(Nannochloropsis)ペレットを種々の手段において溶媒により抽出して油を含む抽出物を提供することができることを実証する。当技術分野において周知のとおり、異なる抽出法は、異なる量の抽出油をもたらし;抽出収率は、抽出プロセスの最適化時に特定の固体ペレットについて増加させることができることが予期される。さらに、抽出油を本明細書の開示に従って短行程蒸留条件下で蒸留に供することができることが予期される。   In addition, this example demonstrates that solid Nannochloropsis pellets can be extracted with solvents in various ways to provide an extract containing oil. As is well known in the art, different extraction methods result in different amounts of extracted oil; it is expected that the extraction yield can be increased for a particular solid pellet during optimization of the extraction process. Further, it is anticipated that the extracted oil can be subjected to distillation under short path distillation conditions in accordance with the disclosure herein.

実施例27
総脂肪酸[「TFA」]の58.2%のEPAを含む微生物油の調製
本実施例は、EPAの生成について遺伝子操作された組換えヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)細胞の微生物バイオマスから得られた微生物油の単離を記載する。次いで、実施例28〜30に下記のとおり微生物油を種々の手段により富化する。
Example 27
Preparation of Microbial Oil Containing 58.2% EPA of Total Fatty Acid [“TFA”] This example was obtained from microbial biomass of recombinant Yarrowia lipolytica cells genetically engineered for EPA production The isolation of microbial oil is described. The microbial oils are then enriched by various means as described below in Examples 28-30.

微生物油を、Y・リポリティカ(Y.lipolytica)Y8672株バイオマスからイソヘキサン溶媒を介して単離し、精製し、58.2EPA%TFAを含む未濃縮トリグリセリドリッチ精製油を得た。   The microbial oil was isolated from Y. lipolytica strain Y8672 biomass via an isohexane solvent and purified to obtain an unconcentrated triglyceride rich refined oil containing 58.2 EPA% TFA.

Y・リポリティカ(Y.lipolytica)Y8672株バイオマスの発酵およびそれからの微生物油の抽出
材料に従って、Y・リポリティカ(Y.lipolytica)Y8672株を、2段階流加プロセスにおいて成長させ、脱水し、洗浄した。次いで、ドラム乾燥させて水分を5%未満に低減させて未処理微生物バイオマスの短期貯蔵および輸送の間の油安定性を確保した。
Fermentation of Y. lipolytica strain Y8672 biomass and extraction of microbial oil therefrom According to the material, Y. lipolytica strain Y8672 was grown in a two-stage fed-batch process, dehydrated and washed. It was then drum dried to reduce moisture to less than 5% to ensure oil stability during short term storage and transport of untreated microbial biomass.

次いで、微生物バイオマスを、イソヘキサン溶媒を用いる機械的破砕に供してバイオマスからEPAリッチの微生物油を抽出した。残留バイオマス(すなわち、細胞デブリス)を除去し、溶媒を蒸発させて抽出油を得た。抽出油を、リン酸を使用して脱ガム処理し、20ボーメ度の腐食剤によりリファインしてリン脂質、微量金属および遊離脂肪酸を除去した。シリカおよびクレーによる漂白を使用して有色化合物および少量の酸化生成物を吸着させた。最終脱臭工程は揮発性、悪臭および追加の有色化合物をストリップ除去してPUFAをそれらの中性トリグリセリド形態で含む未濃縮精製微生物油を得た。   The microbial biomass was then subjected to mechanical disruption using an isohexane solvent to extract EPA rich microbial oil from the biomass. Residual biomass (ie, cell debris) was removed and the solvent was evaporated to obtain an extracted oil. The extracted oil was degummed using phosphoric acid and refined with a 20 Baume caustic to remove phospholipids, trace metals and free fatty acids. Bleaching with silica and clay was used to adsorb colored compounds and small amounts of oxidation products. The final deodorization process stripped of volatile, malodor and additional colored compounds to obtain unconcentrated refined microbial oils containing PUFA in their neutral triglyceride form.

Y・リポリティカ(Y.lipolytica)Y8672株からの微生物油の特性決定
未濃縮精製油の脂肪酸組成を、実施例22Aに記載のGC法を使用して分析した。
Characterization of the microbial oil from Y. lipolytica strain Y8672 The fatty acid composition of the unconcentrated refined oil was analyzed using the GC method described in Example 22A.

未濃縮Y8672精製油についてのGC分析から得られた結果を、以下の表30に示す。精製油は、58.2EPA%TFAを含有し、DHAは検出不能であった(すなわち、<0.05%)。   The results obtained from GC analysis for unconcentrated Y8672 refined oil are shown in Table 30 below. The refined oil contained 58.2 EPA% TFA and no DHA was detectable (ie <0.05%).

Figure 0006061866
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当業者は、バイオマスをペレット化、抽出、次いで短行程蒸留条件下での蒸留に供した場合、Y・リポリティカ(Y.lipolytica)Y8672株から類似の組成の微生物油を得ることができることを予期する。   Those skilled in the art expect that microbial oils of similar composition can be obtained from Y. lipolytica strain Y8672 when the biomass is subjected to pelletization, extraction, and then distillation under short path distillation conditions. .

実施例28
尿素アダクト形成を介する微生物油の富化
本実施例は、油の重量パーセントとして計測して最大78%のEPAエチルエステルを含み、実質的にDHAを含まないEPA濃縮物を、尿素アダクト形成を介する実施例27からの未濃縮精製油の富化時に得ることができることを実証する。
Example 28
Enrichment of microbial oils via urea adduct formation This example shows EPA concentrates containing up to 78% EPA ethyl ester, substantially free of DHA, measured as weight percent of oil, via urea adduct formation. It is demonstrated that it can be obtained upon enrichment of the unconcentrated refined oil from Example 27.

最初にKOH(20g)を320gの絶対エタノール中で溶解させた。次いで、溶液を1kgの実施例27からの未濃縮精製油と混合し、約60℃に4時間加熱した。完全な相分離のため、反応混合物を分液漏斗中で一晩平静にした。下層グリセロール画分を除去した後、少量のシリカを上層エチルエステル画分に添加して過剰の石鹸を除去した。エタノールを真空下で約90℃において回転蒸発器にかけて除去し、澄明であるが淡褐色のエチルエステルを得た。   First KOH (20 g) was dissolved in 320 g absolute ethanol. The solution was then mixed with 1 kg of unconcentrated refined oil from Example 27 and heated to about 60 ° C. for 4 hours. The reaction mixture was calmed overnight in a separatory funnel for complete phase separation. After removing the lower glycerol fraction, a small amount of silica was added to the upper ethyl ester fraction to remove excess soap. Ethanol was removed on a rotary evaporator under vacuum at about 90 ° C. to give a clear but light brown ethyl ester.

エチルエステル(20g)を40gの尿素および100gのエタノール(90%水性)と約65℃において混合した。混合物を、それが澄明な液体に変化するまでこの温度において維持した。次いで、尿素結晶およびアダクトの形成のために混合物を冷却し、室温において約20時間保持した。次いで、固体を濾過を介して除去し、液体画分を回転蒸発器にかけてエタノールを除去した。回収したエチルエステル画分を200mLの温水の1回目、次いで2回目の洗液により洗浄した。溶液のpHを最初に3〜4に調整してから水性画分をデカント除去した。次いで、エチルエステル画分を乾燥させて残留水を除去した。   The ethyl ester (20 g) was mixed with 40 g urea and 100 g ethanol (90% aqueous) at about 65 ° C. The mixture was maintained at this temperature until it turned into a clear liquid. The mixture was then cooled for urea crystal and adduct formation and held at room temperature for about 20 hours. The solid was then removed via filtration and the liquid fraction was run on a rotary evaporator to remove the ethanol. The collected ethyl ester fraction was washed with a first washing solution of 200 mL of warm water and then with a second washing solution. The pH of the solution was first adjusted to 3-4 before the aqueous fraction was decanted off. The ethyl ester fraction was then dried to remove residual water.

エチルエステル画分の脂肪酸エチルエステル[「FAEE」]濃度を決定するため、FAEEをトルエン/ヘキサン(2:3)中での希釈後に実施例22Aに上記したのと同一のGC条件および計算を使用して直接分析してFAME濃度を決定した。方法論における唯一の改変は:i)C15:0に代えてC23:0EEを内部スタンダードとして使用し;1.042〜1.052の分子量変換係数が要求されないことであった。   To determine the fatty acid ethyl ester [“FAEE”] concentration of the ethyl ester fraction, use the same GC conditions and calculations as described above in Example 22A after dilution of FAEE in toluene / hexane (2: 3). And analyzed directly to determine the FAME concentration. The only modifications in the methodology were: i) C23: 0EE was used as an internal standard instead of C15: 0; no molecular weight conversion factor of 1.042 to 1.052 was required.

しかしながら、EPAエチルエステル[「EPA−EE」]を、上記のものからわずかに改変した手順に供した。具体的には、既知濃度および純度の参照EPA−EEスタンダードを、分析試料中で予期されるほぼ同一量のEPA−EEおよび同一量のC23:0EE内部スタンダードを含有するように調製した。試料中のEPA−EEの正確な量(mg)は、式:(EPA−EEピークの面積/C23:0EEピークの面積)×(較正スタンダードにおけるC23:0EEピークの面積/較正スタンダードにおけるEPA−EEピークの面積)×(較正スタンダードにおけるmgEPA−EE)に従って計算する。全ての内部および参照スタンダードは、Nu−Chek Prep,Incから入手した。   However, EPA ethyl ester [“EPA-EE”] was subjected to a slightly modified procedure from that described above. Specifically, a reference EPA-EE standard of known concentration and purity was prepared to contain approximately the same amount of EPA-EE and the same amount of C23: 0EE internal standard expected in the analytical sample. The exact amount (mg) of EPA-EE in the sample is given by the formula: (EPA-EE peak area / C23: 0 EE peak area) x (C23: 0 EE peak area in the calibration standard / EPA-EE in the calibration standard). Calculate according to the area of the peak x (mgEPA-EE in the calibration standard). All internal and reference standards were obtained from Nu-Chek Prep, Inc.

このように、FAEE濃度を富化油画分、すなわち、EPA濃縮物において決定した。具体的には、表31に示すとおり、尿素アダクト形成を介する未濃縮精製油の富化により、油の重量パーセントとして計測して77%のEPAエチルエステルを有し、実質的にDHAを含まないEPA濃縮物を得た。   Thus, the FAEE concentration was determined in the enriched oil fraction, ie the EPA concentrate. Specifically, as shown in Table 31, enrichment of unconcentrated refined oil through urea adduct formation has 77% EPA ethyl ester measured as weight percent of oil and is substantially free of DHA. An EPA concentrate was obtained.

Figure 0006061866
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当業者は、油の重量パーセントとして計測して77%のEPAエチルエステルを含み、実質的にDHAを含まないEPA濃縮物を、当業者に周知の手段を使用して容易に変換して代替的形態のEPA濃縮物を得ることができることを認識する(すなわち、EPAエチルエステルを、遊離脂肪酸、トリアシルグリセロール、メチルエステル、およびそれらの組合せに変換することができる)。したがって、例えば、77%のEPAエチルエステルを、グリセロール分解を介してトリグリセリドに再エステル化して油の重量%として計測して少なくとも70重量%のEPAを含み、実質的にDHAを含まないトリグリセリド形態のEPA濃縮物をもたらすことができる。   Those skilled in the art will readily convert EPA concentrates containing 77% EPA ethyl ester, substantially free of DHA, measured as weight percent of oil, using means well known to those skilled in the art. Recognize that a form of EPA concentrate can be obtained (ie, EPA ethyl esters can be converted to free fatty acids, triacylglycerols, methyl esters, and combinations thereof). Thus, for example, 77% of EPA ethyl ester is re-esterified to triglycerides via glycerolysis and is measured in weight percent of oil to contain at least 70% by weight of EPA, in the form of a triglyceride substantially free of DHA. An EPA concentrate can be provided.

実施例29
液体クロマトグラフィーを介する微生物油の富化
本実施例は、油の重量パーセントとして計測して最大95.4%のEPAエチルエステルを含み、実質的にDHAを含まないEPA濃縮物を、液体クロマトグラフィー法を使用する実施例27からの未濃縮精製油の富化時に得ることができることを実証する。
Example 29
Enrichment of Microbial Oil via Liquid Chromatography This example shows EPA concentrates containing up to 95.4% EPA ethyl ester and substantially free of DHA, measured as weight percent of oil, It is demonstrated that the method can be obtained upon enrichment of unconcentrated refined oil from Example 27.

実施例27からの未濃縮精製油を、実施例28に記載の方法と同様の方法を使用してエチルエステルにエステル交換したが、一部わずかに改変した(すなわち、塩基触媒として水酸化カリウムに代えてナトリウムエトキシドを使用)。   The unconcentrated refined oil from Example 27 was transesterified to the ethyl ester using a method similar to that described in Example 28, but with some modification (ie, to potassium hydroxide as a base catalyst). Use sodium ethoxide instead).

次いで、エチルエステルをEquateq(Isle of Lewis,Scotland)によりそれらの液体クロマトグラフィー精製技術を使用して富化した。種々の富化度を達成した(例えば、以下の試料#1および試料#2についての実験データを参照)。したがって、表32に示すとおり、液体クロマトグラフィーを介する未濃縮精製油の富化により、油の重量パーセントとして計測して最大95.4%のEPAエチルエステルを有し、実質的にDHAを含まないEPA濃縮物を得た。   The ethyl esters were then enriched using Equaleq (Isle of Lewis, Scotland) using their liquid chromatographic purification techniques. Various enrichments were achieved (see, eg, experimental data for Sample # 1 and Sample # 2 below). Thus, as shown in Table 32, enrichment of unconcentrated refined oil via liquid chromatography has up to 95.4% EPA ethyl ester, measured as weight percent of oil, and is substantially free of DHA. An EPA concentrate was obtained.

Figure 0006061866
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当業者は、油の重量パーセントとして計測して82.8%のEPAエチルエステルまたは95.4%のEPAエチルエステルのいずれかを含み、実質的にDHAを含まないEPA濃縮物を、当業者に周知の手段を使用して容易に変換して代替的形態のEPA濃縮物を得ることができることを認識する(すなわち、EPAエチルエステルを、遊離脂肪酸、トリアシルグリセロール、メチルエステル、およびそれらの組合せに変換することができる)。したがって、例えば、82.8%EPAのエチルエステルまたは95.4%のEPAエチルエステルをグリセロール分解を介してトリグリセリドに再エステル化して油の重量%として計測して少なくとも70重量%のEPAを含み、実質的にDHAを含まないトリグリセリド形態のEPA濃縮物をもたらすことができる。   Those skilled in the art will know to those skilled in the art EPA concentrates that contain either 82.8% EPA ethyl ester or 95.4% EPA ethyl ester, substantially free of DHA, measured as weight percent of oil. Recognizing that EPA ethyl esters can be easily converted using well-known means to obtain alternative forms of EPA concentrates (ie, EPA ethyl esters are converted to free fatty acids, triacylglycerols, methyl esters, and combinations thereof) Can be converted). Thus, for example, 82.8% EPA ethyl ester or 95.4% EPA ethyl ester is re-esterified to triglycerides via glycerolysis and contains at least 70% by weight EPA, measured as weight percent oil, EPA concentrates in the form of triglycerides substantially free of DHA can be produced.

実施例30
超臨界流体クロマトグラフィーを介する微生物油の富化
本実施例は、油の重量パーセントとして計測して最大89.8%のEPAエチルエステルを含み、実質的にDHAを含まないEPA濃縮物を、超臨界流体クロマトグラフィー[「SFC」]法を使用する実施例27からの未濃縮精製油の富化時に得ることができることを実証する。
Example 30
Enrichment of Microbial Oil via Supercritical Fluid Chromatography This example shows an EPA concentrate containing up to 89.8% EPA ethyl ester, substantially free of DHA, measured as weight percent oil. It is demonstrated that it can be obtained upon enrichment of the unconcentrated refined oil from Example 27 using the critical fluid chromatography [“SFC”] method.

実施例27からの未濃縮精製油を、塩基触媒としてのナトリウムエトキシドを使用してエチルエステルにエステル交換し、次いで吸着カラムを介して処理して超臨界CO中で不溶である化合物を除去した。次いで、処理されたエチルエステル油をK.D.Pharma(Bexbach,Germany)によりそれらの超臨界クロマトグラフィー技術を使用して精製した。種々の富化度を達成した(例えば、以下の試料#1および試料#2についての実験データを参照)。したがって、表33に示すとおり、SFCを介する未濃縮精製油の富化により、油の重量パーセントとして計測して85%および89.8%のEPAエチルエステルを有し、実質的にDHAを含まないEPA濃縮物を得た。 Unconcentrated refined oil from Example 27, transesterified ethyl ester using sodium ethoxide as the base catalyst, followed by removal of the compounds which are insoluble in supercritical CO 2 was treated through the adsorption column did. The treated ethyl ester oil is then D. Purified by Pharma (Bexbach, Germany) using their supercritical chromatography techniques. Various enrichments were achieved (see, eg, experimental data for Sample # 1 and Sample # 2 below). Thus, as shown in Table 33, enrichment of unconcentrated refined oil via SFC has 85% and 89.8% EPA ethyl ester measured as weight percent of oil and is substantially free of DHA. An EPA concentrate was obtained.

Figure 0006061866
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当業者は、油の重量パーセントとして計測して85%のEPAエチルエステルまたは89.8%のEPAエチルエステルのいずれかを含み、実質的にDHAを含まないEPA濃縮物を、当業者に周知の手段を使用して容易に変換して代替的形態のEPA濃縮物を得ることができることを認識する(すなわち、EPAエチルエステルを、遊離脂肪酸、トリアシルグリセロール、メチルエステル、およびそれらの組合せに変換することができる)。したがって、例えば、85%のEPAエチルエステルまたは89.8%のEPAエチルエステルをグリセロール分解を介してトリグリセリドに再エステル化して油の重量%として計測して少なくとも70重量%のEPAを含み、実質的にDHAを含まないトリグリセリド形態のEPA濃縮物をもたらすことができる。   Those skilled in the art will know EPA concentrates that contain either 85% EPA ethyl ester or 89.8% EPA ethyl ester, substantially free of DHA, measured as weight percent of the oil. Recognize that means can be easily converted to obtain alternative forms of EPA concentrate (ie, convert EPA ethyl esters to free fatty acids, triacylglycerols, methyl esters, and combinations thereof) be able to). Thus, for example, 85% EPA ethyl ester or 89.8% EPA ethyl ester is re-esterified to triglycerides via glycerolysis and contains at least 70% by weight EPA, measured as weight% oil, substantially Can result in an EPA concentrate in triglyceride form free of DHA.

実施例31
総脂肪酸[「TFA」]の56.1%のEPAを含む微生物油の調製
本実施例は、EPAの生成について遺伝子操作された組換えヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)細胞の微生物バイオマスから得られた微生物油の単離を記載する。次いで、この微生物油を以下の実施例32に記載のとおり分留により富化した。
Example 31
Preparation of Microbial Oil Containing 56.1% EPA of Total Fatty Acid [“TFA”] This example was obtained from microbial biomass of recombinant Yarrowia lipolytica cells genetically engineered for EPA production The isolation of microbial oil is described. The microbial oil was then enriched by fractional distillation as described in Example 32 below.

具体的には、Y・リポリティカ(Y.lipolytica)Z1978株を、約58.7EPA%TFAの生成を可能とするように組換え遺伝子操作し、2段階流加プロセスを使用して培養した。次いで、微生物油を乾燥を介してバイオマスから単離し、抽出(押出、ペレット化および超臨界流体抽出の組合せを介して)し、短行程蒸留を介して精製し、56.1EPA%TFAを含む未濃縮トリグリセリドリッチのSPD精製油(すなわち、脂質含有画分)を得た。   Specifically, the Y. lipolytica Z1978 strain was engineered with a recombinant gene to allow the production of about 58.7 EPA% TFA and cultured using a two-step fed-batch process. The microbial oil is then isolated from the biomass via drying, extracted (via a combination of extrusion, pelletizing and supercritical fluid extraction), purified via short path distillation and uncontained containing 56.1 EPA% TFA. A concentrated triglyceride rich SPD refined oil (ie lipid containing fraction) was obtained.

乾燥未処理Y・リポリティカ(Y.lipolytica)Z1978株バイオマスの発酵および押出を介する破砕およびペレット化
前出の材料セクションに記載のとおり、Y・リポリティカ(Y.lipolytica)Z1978株培養物を発酵させ、微生物バイオマスを回収し、乾燥させた。
Crushing and Pelletization via Fermentation and Extrusion of Dried Untreated Y. lipolytica Z1978 Strain Biomass Ferment a Y. lipolytica Z1978 strain culture as described in the Materials section above, The microbial biomass was collected and dried.

次いで、乾燥未処理バイオマスを2軸スクリュー押出機にフィードした。具体的には、バイオマスおよび15%の珪藻土(Celatom MN−4またはCelite 209,EP Minerals,LLC,Reno,NV)の混合物を予備混合し、次いでZSK−40mm MC2軸スクリュー押出機(Coperion Werner & Pfleiderer,Stuttgart,Germany)に45.5kg/hrの速度においてフィードした。26.5%のスクロースからなる水/スクロース溶液を、押出機の破砕帯域後に147mL/minの流速において注入した。押出機は、280rpmにおいて20〜23の%トルク範囲で稼働させた。得られた破砕酵母粉末を、最終水冷バレル中で35℃に冷却した。次いで、湿潤押出粉末を、多孔ドームダイ1mm直径×1mm厚スクリーンから組み立てられ、82RPMに設定されたLCIドーム粗砕機モデル番号TDG−80(LCI Corporation,Charlotte,NC)中にフィードした。押出物を、455〜600kg/hr(乾燥時速度として)において形成した。試料を、100℃において維持される1150標準立方フィート毎分[「scfm」]の空気流を有する0.50mの乾燥帯域および18℃において500〜600scfmと推定される空気流により稼働する0.24mの冷却帯域を有する振動流動床乾燥機(FBP−75,Carman Industries,Inc.,Jeffersonville,IN)中で乾燥させた。約1mm直径×長さ6から10mmの乾燥ペレットは、25〜30℃の範囲で乾燥機を出て、O’Haus水分分析装置(Parsippany,NJ)により計測して5〜6%の最終水分含有率を有した。 The dried untreated biomass was then fed into a twin screw extruder. Specifically, a mixture of biomass and 15% diatomaceous earth (Celatom MN-4 or Celite 209, EP Minerals, LLC, Reno, NV) was premixed and then ZSK-40mm MC twin screw extruder (Coperion Werner & Pfleiderer). , Stuttgart, Germany) at a rate of 45.5 kg / hr. A water / sucrose solution consisting of 26.5% sucrose was injected at a flow rate of 147 mL / min after the crush zone of the extruder. The extruder was operated in a% torque range of 20-23 at 280 rpm. The resulting crushed yeast powder was cooled to 35 ° C. in the final water-cooled barrel. The wet extruded powder was then assembled from a perforated dome die 1 mm diameter x 1 mm thick screen and fed into an LCI dome crusher model number TDG-80 (LCI Corporation, Charlotte, NC) set at 82 RPM. Extrudates were formed at 455-600 kg / hr (as the drying speed). The sample is run at a dry zone of 0.50 m 2 with an air flow of 1150 standard cubic feet per minute [“scfm”] maintained at 100 ° C. and an air flow estimated at 500-600 scfm at 18 ° C. vibrating fluidized bed dryer having a cooling zone of 24m 2 (FBP-75, Carman Industries, Inc., Jeffersonville, iN) was dried in. Dried pellets approximately 1 mm diameter x 6 to 10 mm long exit the dryer in the range of 25-30 ° C. and contain 5-6% final moisture as measured by O'Haus moisture analyzer (Parsippany, NJ) Had a rate.

押出酵母バイオマスの油抽出
実施例22Bに記載の320Lステンレス鋼抽出容器および構成を使用して、押出酵母ペレットを、抽出溶媒としての超臨界流体相COを使用して抽出して未濃縮抽出油を生成した。油抽出物を分別器から定期的に抜き、生成物として回収した。
Oil Extraction of Extruded Yeast Biomass Using the 320L stainless steel extraction vessel and configuration described in Example 22B, the extruded yeast pellets are extracted using supercritical fluid phase CO 2 as the extraction solvent to extract unconcentrated extracted oil. Was generated. The oil extract was periodically withdrawn from the fractionator and recovered as product.

抽出容器に、最初に約150kgの押出酵母ペレットを装填した。次いで、未濃縮抽出油をペレットから超臨界流体COにより5000psig(345bar)、55℃および出発酵母ペレット1kg当たり40から50kgのCOの範囲の溶媒フィード比において抽出した。約37.5kgの未濃縮抽出油を分別器容器から回収し、それに約1000ppmの2つの酸化防止剤のそれぞれ、すなわち、Covi−ox T70(Cognis,Mississauga,Canada)およびDadex RM(Nealanders,Mississauga,Canada)を添加した。 The extraction vessel was initially charged with about 150 kg of extruded yeast pellets. Unconcentrated extracted oil was then extracted from the pellets with supercritical fluid CO 2 at 5000 psig (345 bar) at 55 ° C. and a solvent feed ratio in the range of 40-50 kg CO 2 per kg starting yeast pellet. About 37.5 kg of unconcentrated extracted oil is recovered from the separator vessel, to which about 1000 ppm of each of the two antioxidants, namely Covi-ox T70 (Cognis, Mississauga, Canada) and Dadex RM (Neanders, Mississauga, Canada) was added.

SPD条件下での蒸留
未濃縮抽出油を脱ガスし、次いで6’’分子蒸留器(POPE Scientific,Saukville,WI)を介して12kg/hrのフィード速度を使用して通過させて残留水を除去した。蒸発器および凝縮器の表面温度は、それぞれ140℃および15℃に設定した。真空は15torrに維持した。
Distillation under SPD conditions Unconcentrated extracted oil is degassed and then passed through a 6 ″ molecular still (POPE Scientific, Saukville, WI) using a feed rate of 12 kg / hr to remove residual water did. The surface temperatures of the evaporator and condenser were set to 140 ° C. and 15 ° C., respectively. The vacuum was maintained at 15 torr.

脱水抽出油を分子蒸留器を介して12kg/hrのフィード速度において2回目として通過させ、蒸留物中の不所望な低分子量化合物、例えばエルゴステロールおよび遊離脂肪酸を除去した。真空を1mtorrに低下させ、蒸発器の表面温度を240℃から270℃の間に維持した。未濃縮抽出油のステロール含有率に対して低減したステロールを有するトリアシルグリセロール含有画分(すなわち、脂質含有画分またはSPD精製油)を得た。未濃縮SPD精製油を40℃未満に冷却してから包装した。   The dehydrated extracted oil was passed through a molecular still for a second time at a feed rate of 12 kg / hr to remove unwanted low molecular weight compounds such as ergosterol and free fatty acids in the distillate. The vacuum was reduced to 1 mtorr and the evaporator surface temperature was maintained between 240 ° C and 270 ° C. A triacylglycerol-containing fraction (ie lipid-containing fraction or SPD refined oil) having a reduced sterol relative to the sterol content of the unconcentrated extracted oil was obtained. Unconcentrated SPD refined oil was cooled to below 40 ° C. before packaging.

ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Z1978株からのSPD精製油の特性決定
Z1978株からの未濃縮SPD精製油の脂肪酸組成を、実施例27の方法論に従ってエステル交換後に分析した。SPD精製油は、以下の表34に示すとおり56.1EPA%TFAを含有し、DHAは検出不能(すなわち、<0.05%)であった。
Characterization of SPD refined oil from Yarrowia lipolytica strain Z1978 The fatty acid composition of unconcentrated SPD refined oil from strain Z1978 was analyzed after transesterification according to the methodology of Example 27. The SPD refined oil contained 56.1 EPA% TFA as shown in Table 34 below, and DHA was undetectable (ie, <0.05%).

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実施例32
分留を介する微生物油の富化
本実施例は、油の重量パーセントとして計測して最大74%のEPAエチルエステルを含み、実質的にDHAを含まないEPA濃縮物を、分留法を使用する実施例31からの未濃縮SPD精製油の富化時に得ることができることを実証する。
Example 32
Enrichment of Microbial Oil via Fractionation This example uses a fractionation method for EPA concentrates containing up to 74% EPA ethyl ester and substantially free of DHA, measured as weight percent of oil. It is demonstrated that it can be obtained upon enrichment of the unconcentrated SPD refined oil from Example 31.

25kgの実施例31からの未濃縮微生物油を、50Lのガラスフラスコに添加した。次いで、7.9kgの絶対エタノールおよび580gのナトリウムエトキシド(エタノール中21%)をフラスコに添加した。混合物を約85℃において少なくとも30分間加熱環流させた。反応は、薄層クロマトグラフィー法によりモニタリングし、油の希釈試料をシリカプレート上にスポットし、酢酸/ヘキサン/エチルエーテル溶媒混合物を使用して分離した。未反応TAGからなるスポットをヨウ素染色により検出した。不存在またはほとんど検出不能なスポットは、反応の完了を表すとみなした。反応終点に到達した後、混合物を50℃未満に冷却し、相を分離させた。グリセロール含有下層を分離し、廃棄した。有機上層を2.5Lの5%クエン酸により洗浄し、次いで回収された有機層を5Lの15%水性硫酸ナトリウムにより洗浄した。水相を再度廃棄し、エチルエーテル相をエタノールにより回転蒸発器中で約60℃において蒸留して残留水を除去した。エチルエステル形態の約25kgの油を回収した。   25 kg of unconcentrated microbial oil from Example 31 was added to a 50 L glass flask. 7.9 kg of absolute ethanol and 580 g of sodium ethoxide (21% in ethanol) were then added to the flask. The mixture was heated to reflux at about 85 ° C. for at least 30 minutes. The reaction was monitored by thin layer chromatography and a diluted sample of oil was spotted on a silica plate and separated using an acetic acid / hexane / ethyl ether solvent mixture. Spots consisting of unreacted TAG were detected by iodine staining. Spots that were absent or almost undetectable were considered to indicate completion of the reaction. After reaching the end of reaction, the mixture was cooled to below 50 ° C. and the phases were separated. The glycerol-containing lower layer was separated and discarded. The organic upper layer was washed with 2.5 L of 5% citric acid, and the recovered organic layer was then washed with 5 L of 15% aqueous sodium sulfate. The aqueous phase was discarded again and the ethyl ether phase was distilled with ethanol at about 60 ° C. in a rotary evaporator to remove residual water. Approximately 25 kg of oil in ethyl ester form was recovered.

次いで、エチルエステルを4’’ハイブリッドワイプドフィルム(wiped−film)および分別システム(POPE Scientific,Saukville,WI)に5kg/hrのフィード速度においてフィードしてEPAエチルエステルを富化した。蒸発器温度を、0.47torrの真空下で約275℃に設定した。充填カラムの頭部温度は約146℃であった。低分子量エチルエステル、主としてC18を、オーバーヘッドから軽質画分として除去した。抽出されたEPAエチルエステルを重質画分として回収し、主として着色および重合物を除去するために第2の蒸留に付した。第2の蒸留は、6’’分子蒸留器(POPE Scientific,Saukville,WI)中で20kg/hrのフィード速度において実施した。蒸発器は、約205℃において稼働させ、内部凝縮器温度設定を約10℃および0.01torrの真空とした。約7〜10重量%のエチルエステルが除去され、澄明な淡色EPA濃縮物を得た。最終EPA濃縮物は、油の重量パーセントとして計測して74%のEPAエチルエステルを含有し、実質的にDHAを含まなかった。   The ethyl ester was then fed to a 4 ″ hybrid wiped film and fractionation system (POPE Scientific, Saukville, Wis.) At a feed rate of 5 kg / hr to enrich the EPA ethyl ester. The evaporator temperature was set to about 275 ° C. under a vacuum of 0.47 torr. The head temperature of the packed column was about 146 ° C. Low molecular weight ethyl ester, mainly C18, was removed from the overhead as a light fraction. The extracted EPA ethyl ester was collected as a heavy fraction and subjected to a second distillation primarily to remove color and polymer. The second distillation was carried out in a 6 "molecular still (POPE Scientific, Saukville, WI) at a feed rate of 20 kg / hr. The evaporator was operated at about 205 ° C and the internal condenser temperature setting was about 10 ° C and a vacuum of 0.01 torr. About 7-10% by weight of the ethyl ester was removed to give a clear light EPA concentrate. The final EPA concentrate contained 74% EPA ethyl ester, measured as weight percent of oil, and was substantially free of DHA.

当業者は、油の重量パーセントとして計測して74%のEPAエチルエステルを含み、実質的にDHAを含まないEPA濃縮物を、当業者に周知の手段を使用して容易に変換して代替的形態のEPA濃縮物を得ることができることを認識する(すなわち、EPAエチルエステルを、遊離脂肪酸、トリアシルグリセロール、メチルエステル、およびそれらの組合せに変換することができる)。したがって、例えば、74%のEPAエチルエステルをグリセロール分解を介してトリグリセリドに再エステル化して油の重量%として計測して少なくとも70重量%のEPAを含み、実質的にDHAを含まないトリグリセリド形態のEPA濃縮物をもたらすことができる。   Those skilled in the art will readily convert EPA concentrates containing 74% EPA ethyl ester, substantially free of DHA, measured as weight percent of the oil, using means well known to those skilled in the art. Recognize that a form of EPA concentrate can be obtained (ie, EPA ethyl esters can be converted to free fatty acids, triacylglycerols, methyl esters, and combinations thereof). Thus, for example, 74% EPA ethyl ester is re-esterified to triglycerides via glycerolysis and contains at least 70% by weight of EPA, measured as weight% of oil, and is substantially in the form of triglyceride free of DHA. A concentrate can be provided.

実施例33
EPA濃縮物は実質的に環境汚染物質を含まない
本実施例は、油の重量%として計測して少なくとも70重量%のEPAを含み、実質的にDHAを含まないEPA濃縮物、およびTFAの重量%として計測して30〜70重量%のEPAを含み、実質的にDHAを含まない微生物油の両方が、実質的に環境汚染物質を含まないことを実証する。
Example 33
EPA concentrate is substantially free of environmental pollutants This example contains at least 70% by weight of EPA, measured as weight percent of oil, substantially free of DHA, and the weight of TFA Both microbial oils, measured as%, containing 30-70% by weight EPA and substantially free of DHA, demonstrate that they are substantially free of environmental pollutants.

ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Y8672株からの未濃縮精製油の同等の試料を、実施例27に記載のとおり調製した。未濃縮抽出油中のポリ塩化ビフェニル[「PCB」]、(CAS番号1336−36−3)、ポリ塩化ジベンゾジオキシン[「PCDD」]およびポリ塩化ジベンゾフラン[「PCDF」]のmg/g世界保健機関国際毒性等価量(World Health Organization International Toxicity Equivalent)[「WHO TEQ」]として計測される濃度を、EPA法1668 Rev Aに従って測定した。極端に低いかまたは検出不能なレベルの環境汚染物質が検出された。   An equivalent sample of unconcentrated refined oil from the Yarrowia lipolytica strain Y8672 was prepared as described in Example 27. Mg / g World Health Organization of polychlorinated biphenyls [“PCB”], (CAS number 1336-36-3), polychlorinated dibenzodioxins [“PCDD”] and polychlorinated dibenzofurans [“PCDF”] in unconcentrated extracted oil The concentration, measured as the World Health Organization International Equivalent [“WHO TEQ”], was measured according to EPA Method 1668 Rev A. Extremely low or undetectable levels of environmental contaminants were detected.

上記結果に基づくと、本明細書において、実施例27の未濃縮抽出油および実施例31の未濃縮SPD精製油中のPCB、PCDD、およびPCDFの濃度も、極端に低いかまたは検出不能なレベルの環境汚染物質を含有することが想定される。同様に、本明細書において、それぞれ尿素アダクト形成、液体クロマトグラフィー、SFCおよび分留を介して富化された実施例28、29、30および32におけるEPAエチルエステル濃度も、極端に低いかまたは検出不能なレベルの環境汚染物質を含有するはずであることが仮定される。それというのも、それらはそれ自体実質的に環境汚染物質を含まない未濃縮油から生成されたためである。   Based on the above results, the concentrations of PCB, PCDD, and PCDF in the unconcentrated extracted oil of Example 27 and the unconcentrated SPD refined oil of Example 31 were also extremely low or undetectable in the present specification. Of environmental pollutants. Similarly, EPA ethyl ester concentrations in Examples 28, 29, 30 and 32, enriched through urea adduct formation, liquid chromatography, SFC and fractional distillation, respectively, are also extremely low or detected herein. It is assumed that it should contain impossible levels of environmental pollutants. This is because they are produced from unconcentrated oils that are substantially free of environmental pollutants themselves.

より具体的には、表35は、実施例28、29、30および32におけるEPA濃縮物内のPCB、PCDD、およびPCDFの予期されるTEQレベルを記載する。比較のため、米国特許第7,732,488号明細書に記載の汚染物質がストリップされた魚油中の同一化合物の濃度も含める。米国特許第7,732,488号明細書は、それらの環境汚染物質を許容可能なレベルに低減させる特別な処理法を提供することに留意される。   More specifically, Table 35 lists the expected TEQ levels for PCB, PCDD, and PCDF in the EPA concentrates in Examples 28, 29, 30 and 32. For comparison, the concentration of the same compound in fish oil stripped with contaminants as described in US Pat. No. 7,732,488 is also included. It is noted that US Pat. No. 7,732,488 provides a special treatment that reduces those environmental pollutants to an acceptable level.

Figure 0006061866
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上記のとおり、実施例28、29、30および32におけるEPAエチルエステル濃縮物は、米国特許第7,732,488号明細書における汚染物質がストリップされた魚油よりも低レベルのPCB、PCDD、およびPCDFを有する。実際、PCDFの汚染物質レベルは、使用される分析法の検出限界未満であることが予期される。   As noted above, the EPA ethyl ester concentrates in Examples 28, 29, 30 and 32 have lower levels of PCB, PCDD, and the pollutant stripped fish oil in US Pat. No. 7,732,488. Has PCDF. In fact, the contaminant level of PCDF is expected to be below the detection limit of the analytical method used.

実施例34
分留および液体クロマトグラフィーを介する微生物油の富化
本実施例は、油の重量パーセントとして計測して最大97.4%のEPAエチルエステルを含み、実質的にDHA、NDPAおよびHPAを含まないEPA濃縮物を、分留および液体クロマトグラフィー法の組合せを使用する未濃縮精製油の富化時に得ることができることを実証する。
Example 34
Enrichment of Microbial Oil via Fractionation and Liquid Chromatography This example includes EPA containing up to 97.4% EPA ethyl ester, measured as weight percent of oil, and substantially free of DHA, NDPA and HPA It is demonstrated that a concentrate can be obtained upon enrichment of unconcentrated refined oil using a combination of fractional distillation and liquid chromatography methods.

脂質含有画分を、ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Y9502株(前出、実施例31;米国特許出願公開第2010−0317072−A1号明細書も参照)から得た。具体的には、実施例31に記載のとおり株を培養し、回収し、押出およびペレット化を介して破砕し、超臨界流体相COを使用して抽出した。次いで、未濃縮抽出油をSPD条件下(実施例31)で精製した。 Lipid-containing fractions were obtained from Yarrowia lipolytica strain Y9502 (supra, Example 31; see also US Patent Publication No. 2010-0317072-A1). Specifically, the strain was cultured as described in Example 31, recovered, crushed via extrusion and pelletization, and extracted using supercritical fluid phase CO 2 . The unconcentrated extracted oil was then purified under SPD conditions (Example 31).

ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Y9502株からのSPD精製油の特性決定
Y9502株からの未濃縮SPD精製油の脂肪酸組成を、実施例27の方法論に従って分析した。以下の表36に示すとおり、SPD精製油は、54.7EPA%TFAを含有し、DHA、NDPAおよびHPAは検出不能であった(すなわち、<0.05%)。
Characterization of SPD refined oil from Yarrowia lipolytica Y9502 strain The fatty acid composition of unconcentrated SPD refined oil from Y9502 strain was analyzed according to the methodology of Example 27. As shown in Table 36 below, the SPD refined oil contained 54.7 EPA% TFA and DHA, NDPA and HPA were undetectable (ie, <0.05%).

Figure 0006061866
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ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)Y9502株からのSPD精製油の富化
SPD精製油を、実施例29に記載の方法と同様の方法を使用してエチルエステルにエステル交換し、実施例31に記載の分留にさらに供した。分留されたEPA濃縮物は、油の重量パーセントとして計測して71.9%のEPAエチルエステルを含有し、実質的にDHA、NDPAおよびHPAを含まなかった(以下の表37の標題「分留」の欄を参照)。
Enrichment of SPD refined oil from Yarrowia lipolytica strain Y9502 The SPD refined oil was transesterified to the ethyl ester using a method similar to that described in Example 29 and described in Example 31. It was further subjected to fractional distillation. The fractionated EPA concentrate contained 71.9% EPA ethyl ester, measured as weight percent of oil, and was substantially free of DHA, NDPA and HPA (the title “Minute” in Table 37 below). (See “Tome”).

次いで、分留されたエチルエステルをEquateq(Isle of Lewis,Scotland)によりそれらの液体クロマトグラフィー精製技術を使用して富化した。液体クロマトグラフィーを介する分留されたEPA濃縮物の富化により、油の重量パーセントとして計測して最大97.4%のEPAエチルエステルを有し、実質的にDHA、NDPAおよびHPAを含まない最終EPA濃縮物を得た(以下の表37の標題「液体クロマトグラフィー富化」の欄を参照)。   The fractionated ethyl esters were then enriched using Equaeq (Isle of Lewis, Scotland) using their liquid chromatographic purification techniques. Enrichment of fractionated EPA concentrate via liquid chromatography results in a final having up to 97.4% EPA ethyl ester, measured as weight percent of oil, and substantially free of DHA, NDPA and HPA An EPA concentrate was obtained (see the heading “Liquid Chromatography Enrichment” in Table 37 below).

Figure 0006061866
Figure 0006061866

当業者は、油の重量パーセントとして計測して97.4%のEPAエチルエステルを含み、実質的にDHA、NPDAおよびHPAを含まないEPA濃縮物を、当業者に周知の手段を使用して容易に変換して代替的形態のEPA濃縮物を得ることができることを認識する(すなわち、EPAエチルエステルを、遊離脂肪酸、トリアシルグリセロール、メチルエステル、およびそれらの組合せに変換することができる)。したがって、例えば、97.4%のEPAエチルエステルを、グリセロール分解を介してトリグリセリドに再エステル化して油の重量%として計測して少なくとも70重量%のEPAを含み、実質的にDHA、NPDAおよびHPAを含まないトリグリセリド形態のEPA濃縮物をもたらすことができる。
さらに、EPAの生成について遺伝子操作された組換えヤロウィア(Yarrowia)細胞の任意の微生物バイオマスから本明細書における本発明の方法により調製されたEPA濃縮物は、実質的にDHA、NDPAおよびHPAを含まないと予期されることが留意される。最終EPA濃縮物が実質的にDHA、NDPAおよびHPAを含まない、Y・リポリティカ(Y.lipolytica)Y9502株から得られた微生物油に基づき上記で得られた結果は、実施例27および実施例31から得られた微生物油から調製されるEPA濃縮物から予期される。DHA、NDPAおよびHPA不純物が、油として乾燥細胞重量の25%を超過して蓄積するヤロウィア(Yarrowia)から得られた、TFAの重量%として計測して30から70重量%のEPAを含む初期微生物油中に存在しないため、脂肪酸不純物は、それから生成されたEPA濃縮物中にも存在しない。
One skilled in the art can easily obtain an EPA concentrate containing 97.4% EPA ethyl ester, measured as weight percent of oil, and substantially free of DHA, NPDA and HPA using means well known to those skilled in the art. It is recognized that EPA ethyl esters can be converted to free fatty acids, triacylglycerols, methyl esters, and combinations thereof. Thus, for example, 97.4% of EPA ethyl ester is re-esterified to triglycerides via glycerolysis and contains at least 70% by weight of EPA, measured as weight% of oil, substantially comprising DHA, NPDA and HPA EPA concentrate in triglyceride form free of
Furthermore, EPA concentrates prepared by the methods of the invention herein from any microbial biomass of recombinant Yarrowia cells that have been genetically engineered for EPA production substantially contain DHA, NDPA, and HPA. It is noted that it is not expected. The results obtained above based on the microbial oil obtained from Y. lipolytica strain Y9502 in which the final EPA concentrate is substantially free of DHA, NDPA and HPA are shown in Example 27 and Example 31. Expected from EPA concentrates prepared from microbial oils obtained from Early microorganisms containing 30-70 wt% EPA measured as wt% TFA, obtained from Yarrowia where DHA, NDPA and HPA impurities accumulate in excess of 25% of dry cell weight as oil Since it is not present in the oil, fatty acid impurities are not present in the EPA concentrate produced therefrom.

以上、本発明を要約すると下記のとおりである。
1.(a)ある水分レベルを有し、含油微生物を含む微生物バイオマスをペレット化する工程;
(b)工程(a)のペレット化された微生物バイオマスを抽出して抽出油を生成する工程;および
(c)工程(b)の抽出油を、短行程蒸留条件下で少なくとも1回蒸留する工程
を含み、前記蒸留が、蒸留物画分および脂質含有画分を生成する方法。
2.前記含油微生物が、酵母、藻類、菌類、細菌、ユーグレナ類、ストラメノパイルおよび卵菌綱からなる群から選択される、上記1に記載の方法。
3.前記含油微生物が、少なくとも1つの多価不飽和脂肪酸を油中に含む、上記1に記載の方法。
4.前記微生物バイオマスの前記水分レベルが、約1から10質量パーセントの範囲である、上記1に記載の方法。
5.前記微生物バイオマスをペレット化する工程(a)が、
(1)前記微生物バイオマスおよび少なくとも1つの吸油し得る粉砕剤を混合して、破砕微生物バイオマスを含む破砕バイオマス混合物を提供する工程;
(2)前記破砕バイオマス混合物を少なくとも1つの結合剤とブレンドして、固体ペレットを形成し得る固定可能な混合物を提供する工程;ならびに
(3)前記固定可能な混合物を固体ペレットに形成して、ペレット化微生物バイオマスを提供する工程
を含む、上記1に記載の方法。
6.前記破砕微生物バイオマスを、
(a)約0.04から0.4KW/(kg/hr)の総比エネルギーインプット(SEI);
(b)次第に短くなるピッチ長さを有するブッシュエレメントを使用する圧密帯域;および
(c)流動制限を使用する圧縮帯域
を含む2軸スクリュー押出機中で生成し;前記押出機中で前記圧密帯域は前記圧縮帯域よりも先行する、上記5に記載の方法。
7.(a)前記少なくとも1つの粉砕剤が、
(i)前記少なくとも1つの粉砕剤は、2.0から6.0のMoh硬度およびASTM法D1483−60に従って測定される0.8以上の吸油係数を有する粒子である;
(ii)前記少なくとも1つの粉砕剤は、シリカおよびケイ酸塩からなる群から選択される;ならびに
(iii)前記少なくとも1つの粉砕剤は、前記固体ペレット中の微生物バイオマス、粉砕剤および結合剤の質量の総和に対して約1から20質量パーセント存在する、
からなる群から選択される特性を有し、ならびに/または
(b)前記少なくとも1つの結合剤が、
(iv)前記少なくとも1つの結合剤は、水ならびにスクロース、ラクトース、フルクトース、グルコース、および可溶性デンプンからなる群から選択される炭水化物から選択される;ならびに
(v)前記少なくとも1つの結合剤は、前記固体ペレット中の微生物バイオマス、粉砕剤および結合剤の質量の総和に対して約0.5から10質量パーセント存在する、
からなる群から選択される特性を有する、
上記5に記載の方法。
8.(a)前記微生物バイオマスを混合する工程(1)および少なくとも1つの結合剤をブレンドする工程(2)は、押出機中で実施し、同時に実施し、または押出機中で同時に実施し;
(b)前記固定可能な混合物から前記固体ペレットを形成する工程(3)は、
(i)前記固定可能な混合物をダイに通して押出してストランドを形成する工程;
(ii)前記ストランドを乾燥および破壊する工程;ならびに
(iii)前記固定可能な混合物をダイに通して押出してストランドを形成する工程(i)ならびに前記ストランドを乾燥および破壊する工程(ii)の組合せ
からなる群から選択される工程を含む、
上記5に記載の方法。
9.前記固体ペレットが、
(a)前記固体ペレットは、約0.5から約1.5mmの平均直径および約2.0から約8.0mmの平均長さを有する;
(b)前記固体ペレットは、約0.1から5.0質量パーセントの水分レベルを有する、ならびに
(c)前記固体ペレットは、前記固体ペレット中の微生物バイオマス、粉砕剤および結合剤の質量の総和に対して約70から約98.5質量パーセントの含油微生物を含む微生物バイオマス、約1から約20質量パーセントの少なくとも1つの吸油し得る粉砕剤および約0.5から10質量パーセントの少なくとも1つの結合剤を含む
からなる群から選択される特性を有する、上記5に記載の方法。
10.工程(b)において、前記抽出は、有機溶媒により実施して抽出油を生成し、前記抽出油を、前記抽出油を蒸留する前記工程(c)の前に脱ガム処理し、場合により漂白する、上記1に記載の方法。
11.工程(b)において、前記抽出が:
(1)前記ペレット化微生物バイオマスを、液体または超臨界流体二酸化炭素を含む溶媒により処理することであって、含油微生物を含む前記ペレット化微生物バイオマスは、
(i)実質的にリン脂質を含まない脂質画分を含む抽出物;および
(ii)リン脂質を含む残留バイオマス;
を得るために少なくとも1つの多価不飽和脂肪酸を油中にさらに含むこと;ならびに
(2)工程(1)区分(i)において得られた抽出物を少なくとも1回分別して少なくとも1つの多価不飽和脂肪酸を含むリファインド脂質組成物を有する抽出油を得ることであって、前記リファインド脂質組成物は、溶媒により処理されていないペレット化微生物バイオマスの油組成物に対してトリアシルグリセロールが濃縮されていること
を含む、上記1に記載の方法。
12.(i)工程(b)の前記抽出油が、ステロール画分を含み、
(ii)工程(c)の前記蒸留物画分が、前記ステロールを含み、
(iii)工程(c)の前記脂質含有画分が、短行程蒸留に供されなかった前記抽出油中のステロールの量と比較して低減した量の前記ステロールを含む、
上記1に記載の方法。
13.前記ステロール画分が、スチグマステロール、エルゴステロール、ブラシカステロール、カンペステロール、β−シトステロールおよびデスモステロールからなる群から選択される1つ以上のステロールを含む、上記12に記載の方法。
14.少なくとも1つの多価不飽和脂肪酸を含み、溶媒により処理されていないペレット化微生物バイオマスの油組成物に対してトリアシルグリセロールが富化されたリファインド脂質組成物を有する前記抽出油が、少なくとも300mg/100gのステロール画分をさらに含む、上記11に記載の方法。
15.リファインド脂質組成物を有する前記抽出油を、短行程蒸留条件下で少なくとも1回蒸留し、前記蒸留が、ステロールを含む蒸留物画分ならびにトリアシルグリセロールおよび短行程蒸留に供されなかったリファインド脂質組成物を有する前記抽出油中のステロールの量と比較して低減した量のステロールを含む脂質含有画分を生成する、上記14に記載の方法。
16.前記酵母が、ヤロウィア(Yarrowia)である、上記2に記載の方法。
17.前記ヤロウィア(Yarrowia)が、リノール酸、γ−リノレン酸、エイコサジエン酸、ジホモ−γ−リノレン酸、アラキドン酸、ドコサテトラエン酸、ω−6ドコサペンタエン酸、α−リノレン酸、ステアリドン酸、エイコサトリエン酸、エイコサテトラエン酸、エイコサペンタエン酸、ω−3ドコサペンタエン酸およびドコサヘキサエン酸からなる群から選択される多価不飽和脂肪酸の生成について組換え遺伝子操作されている、上記16に記載の方法。
18.(d)工程(c)の脂質含有画分をエステル交換する工程;および
(e)工程(d)のエステル交換された脂質含有画分を富化して油濃縮物を得る工程
をさらに含む、上記1に記載の方法。
19.(i)前記含油微生物が、微生物油としてそれらの乾燥細胞質量の25%を超過して蓄積し;
(ii)前記微生物油が、総脂肪酸の質量パーセントとして計測して30から70質量パーセントのエイコサペンタエン酸を含み、実質的にドコサヘキサエン酸を含まず、
(iii)工程(e)の富化が、少なくとも2つのプロセスの組合せによるものであり、前記第1のプロセスは、分留を含み、前記第2のプロセスは、尿素アダクト形成、液体クロマトグラフィー、超臨界流体クロマトグラフィー、擬似移動床クロマトグラフィー、実移動床クロマトグラフィーおよびそれらの組合せからなる群から選択され;
(iv)前記油濃縮物が、油の質量パーセントとして計測して少なくとも70質量パーセントのエイコサペンタエン酸を含み、実質的にドコサヘキサエン酸を含まないエイコサペンタエン酸濃縮物である、
上記18に記載の方法。
20.リン脂質を含む前記残留バイオマスをさらに抽出して前記リン脂質を単離する、上記11に記載の方法。
The present invention is summarized as follows.
1. (A) pelletizing microbial biomass having a moisture level and containing oil-bearing microorganisms;
(B) a step of extracting the pelleted microbial biomass of step (a) to produce an extracted oil; and (c) a step of distilling the extracted oil of step (b) at least once under short path distillation conditions. Wherein the distillation produces a distillate fraction and a lipid-containing fraction.
2. The method according to 1 above, wherein the oil-containing microorganism is selected from the group consisting of yeast, algae, fungi, bacteria, Euglena, stramenopile and oomycete.
3. The method according to 1 above, wherein the oil-containing microorganism contains at least one polyunsaturated fatty acid in oil.
4). The method of claim 1, wherein the moisture level of the microbial biomass is in the range of about 1 to 10 weight percent.
5. The step (a) of pelletizing the microbial biomass comprises:
(1) Providing a crushed biomass mixture containing crushed microbial biomass by mixing the microbial biomass and at least one pulverizing agent capable of absorbing oil;
(2) blending the crushed biomass mixture with at least one binder to provide a fixable mixture capable of forming solid pellets; and (3) forming the fixable mixture into solid pellets; The method of claim 1, comprising providing pelleted microbial biomass.
6). The crushed microbial biomass,
(A) a total specific energy input (SEI) of about 0.04 to 0.4 KW / (kg / hr);
(B) a compaction zone using bush elements with progressively shorter pitch lengths; and (c) produced in a twin screw extruder including a compression zone using flow restriction; 6. The method according to 5, wherein the method precedes the compression band.
7). (A) the at least one grinding agent is
(I) the at least one grinding agent is a particle having a Moh hardness of 2.0 to 6.0 and an oil absorption coefficient of 0.8 or greater measured according to ASTM method D1483-60;
(Ii) the at least one milling agent is selected from the group consisting of silica and silicate; and (iii) the at least one milling agent comprises microbial biomass, milling agent and binder in the solid pellet. Present from about 1 to 20 percent by weight relative to the sum of the masses;
And / or (b) said at least one binder has the property selected from the group consisting of:
(Iv) the at least one binder is selected from water and carbohydrates selected from the group consisting of sucrose, lactose, fructose, glucose, and soluble starch; and (v) the at least one binder is Present from about 0.5 to 10 percent by weight relative to the sum of the masses of microbial biomass, grinder and binder in the solid pellet;
Having a characteristic selected from the group consisting of:
6. The method according to 5 above.
8). (A) the step (1) of mixing the microbial biomass and the step (2) of blending at least one binder are performed in an extruder, performed simultaneously, or performed simultaneously in an extruder;
(B) forming the solid pellet from the fixable mixture (3) comprises:
(I) extruding the fixable mixture through a die to form a strand;
A combination of (ii) drying and breaking the strand; and (iii) extruding the fixable mixture through a die to form a strand and drying and breaking the strand (ii) Comprising a step selected from the group consisting of:
6. The method according to 5 above.
9. The solid pellet is
(A) the solid pellet has an average diameter of about 0.5 to about 1.5 mm and an average length of about 2.0 to about 8.0 mm;
(B) the solid pellet has a moisture level of about 0.1 to 5.0 weight percent; and (c) the solid pellet is the sum of the masses of microbial biomass, grinding agent and binder in the solid pellet. Microbial biomass comprising about 70 to about 98.5 weight percent of oleophilic microorganisms, about 1 to about 20 weight percent of at least one oil-absorbable grinder and about 0.5 to 10 weight percent of at least one bond 6. The method according to 5 above, having a property selected from the group consisting of comprising an agent.
10. In step (b), the extraction is performed with an organic solvent to produce an extracted oil, and the extracted oil is degummed and optionally bleached prior to the step (c) of distilling the extracted oil. The method according to 1 above.
11. In step (b), the extraction is:
(1) treating the pelletized microbial biomass with a solvent containing liquid or supercritical fluid carbon dioxide, the pelleted microbial biomass containing oil-containing microorganisms,
(I) an extract comprising a lipid fraction substantially free of phospholipids; and (ii) residual biomass comprising phospholipids;
Further comprising in the oil at least one polyunsaturated fatty acid to obtain: and (2) at least one polyunsaturated by fractionating the extract obtained in step (1) section (i) at least once Obtaining an extracted oil having a refined lipid composition comprising fatty acids, wherein the refined lipid composition is enriched with triacylglycerol to the oil composition of pelleted microbial biomass that has not been treated with a solvent. 2. The method according to 1 above, comprising:
12 (I) the extracted oil of step (b) contains a sterol fraction;
(Ii) the distillate fraction of step (c) comprises the sterol;
(Iii) the lipid-containing fraction of step (c) comprises a reduced amount of the sterol compared to the amount of sterol in the extracted oil that has not been subjected to short path distillation;
2. The method according to 1 above.
13. 13. The method of claim 12, wherein the sterol fraction comprises one or more sterols selected from the group consisting of stigmasterol, ergosterol, brassicasterol, campesterol, β-sitosterol and desmosterol.
14 At least 300 mg of said extracted oil having a refined lipid composition enriched with triacylglycerols against an oil composition of pelleted microbial biomass comprising at least one polyunsaturated fatty acid and not treated with a solvent 12. The method of claim 11, further comprising a / 100 g sterol fraction.
15. The extracted oil having a refined lipid composition was distilled at least once under short-path distillation conditions, and the distillation was not subjected to a distillate fraction containing sterols and triacylglycerol and short-path distillation 15. The method of claim 14, wherein a lipid-containing fraction is produced comprising a reduced amount of sterol compared to the amount of sterol in the extracted oil having a lipid composition.
16. 3. The method according to 2 above, wherein the yeast is Yarrowia.
17. The Yarrowia is linoleic acid, γ-linolenic acid, eicosadienoic acid, dihomo-γ-linolenic acid, arachidonic acid, docosatetraenoic acid, ω-6 docosapentaenoic acid, α-linolenic acid, stearidonic acid, eico 16 wherein the recombinant gene has been engineered for the production of polyunsaturated fatty acids selected from the group consisting of satrienoic acid, eicosatetraenoic acid, eicosapentaenoic acid, ω-3 docosapentaenoic acid and docosahexaenoic acid The method described.
18. (D) further comprising transesterifying the lipid-containing fraction of step (c); and (e) enriching the transesterified lipid-containing fraction of step (d) to obtain an oil concentrate. The method according to 1.
19. (I) the oil-bearing microorganisms accumulate as microbial oil in excess of 25% of their dry cell mass;
(Ii) the microbial oil comprises 30 to 70 weight percent eicosapentaenoic acid, measured as a weight percent of total fatty acids, and substantially free of docosahexaenoic acid;
(Iii) the enrichment of step (e) is by a combination of at least two processes, said first process comprising fractional distillation, said second process comprising urea adduct formation, liquid chromatography, Selected from the group consisting of supercritical fluid chromatography, simulated moving bed chromatography, real moving bed chromatography and combinations thereof;
(Iv) the oil concentrate is an eicosapentaenoic acid concentrate comprising at least 70 weight percent eicosapentaenoic acid, measured as mass percent of oil, and substantially free of docosahexaenoic acid;
19. The method according to 18 above.
20. 12. The method according to 11 above, wherein the residual biomass containing phospholipid is further extracted to isolate the phospholipid.

Claims (1)

(a)ある水分レベルを有し、含油微生物を含む微生物バイオマスをペレット化する工程であって、以下:
(1)前記微生物バイオマスおよび少なくとも1つの吸油し得る粉砕剤を混合して、破砕バイオマス混合物を提供する工程;
(2)前記破砕バイオマス混合物を少なくとも1つの結合剤とブレンドして、固体ペレットを形成し得る固定可能な混合物を提供する工程;ならびに
(3)前記固定可能な混合物を固体ペレットに形成して、ペレット化微生物バイオマスを提供する工程
を含む、前記工程
(b)工程(a)のペレット化された微生物バイオマスを抽出して抽出油を生成する工程;および
(c)工程(b)の抽出油を、短行程蒸留条件下で少なくとも1回蒸留する工程
を含み、前記蒸留が、蒸留物画分および脂質含有画分を生成する方法。
(A) a step of pelletizing microbial biomass having a moisture level and containing oil-bearing microorganisms :
(1) mixing the microbial biomass and at least one pulverizing agent capable of absorbing oil to provide a crushed biomass mixture;
(2) blending the crushed biomass mixture with at least one binder to provide a fixable mixture capable of forming solid pellets; and
(3) forming the fixable mixture into solid pellets to provide pelleted microbial biomass
Comprising the steps of :
(B) a step of extracting the pelleted microbial biomass of step (a) to produce an extracted oil; and (c) a step of distilling the extracted oil of step (b) at least once under short path distillation conditions. Wherein the distillation produces a distillate fraction and a lipid-containing fraction.
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